Статья: Актуальные направления развития исследований по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу в России в 2009 г. (2010)

Экспериментально показано, что в электрических сетях высокочастотные колебания тока сопровождаются высоковольтными перенапряжениями. Они возникают вследствие включения ограниченного участка длины электрического провода катушки индуктивности за время, равное половине периода колебаний t = T/2, и работе индуктивности в автотрансформаторном режиме. Это явление определяется скоростью распространения тока электронной проводимости по длине провода катушки. Рассмотрено влияние тока предварительного смещения на высокочастотные колебания в LC-контуре. Проведен анализ эффективности применяемых средств защиты электрических цепей от импульсов перенапряжения.

Приведены результаты теоретического анализа и экспериментального исследования процедуры прямого измерения энергии однократного лазерного импульса килоджоульного уровня методом учета объемного теплового расширения водной среды, поглощающей лазерное излучение.

Имитационная модель представлена цепочками блоков, выстроенных от фотоприемного устройства. К блоку модели объектива выполняются запросы, а к блокам после фото-приемного устройства — проталкивание кадров. Кроме организации блоков в виде цепочек применяются те же блоки, которые организуются в виде Composite-иерархии.

Рассмотрена схема и дано описание основных технических характеристик многофункциональных очков ночного видения с уменьшенным продольным габаритным размером. Дальность распознавания ростовой фигуры человека (звездная ночь) составляет 200—250 м, угол поля зрения — 48°, увеличение — 1х, масса не более 450 г, напряжение питания 2,5— 3 В. Очки имеют модульное исполнение. Возможно введение дополнительных модулей для фото- или видеосъемки, дисплея или миниатюрного телевизионного монитора, а также сменных афокальных насадок с увеличением 2,5Х или 4Х для увеличения дальности действия до 300—350 м (2,5Х) или 450—500 м (4Х).

Приведены сведения по современным системам цифровой обработки сигналов. Рассмотрены отечественные модули цифровой обработки сигналов матричного фотоприемного устройства. Показаны возможности создания модуля обработки тепловизионного массива данных, получаемого от матричного фотоприемника размером 640x480 элементов с использованием электронного двухмерного сканирования поля обзора. Рекомендации по созданию модуля даны с позиции минимального энергопотребления и габаритов, максимальной производительности и гибкости системы обработки сигналов.

Работа посвящена применению воздействия ионных пучков на структуры “пленка—подложка” для усовершенствования технологии формирования активных структур кристаллов мощных высоковольтных транзисторов, лавинно‐пролетных диодов, систем металлизации ряда изделий полупроводниковой электроники.

Приведены результаты исследований анизотропных преобразователей энергии выполненных с применением компьютерных технологий объектно‐ориентированного программирования, которые дали возможность определить точные характеристики преобразователей на основе реальных физических моделей. Учтены температурные свойства материалов, краевые эффекты, внутренние эффекты возбуждения вихревых токов, найдены оптимальные конфигурации преобразователей и режимы, при которых достигается их максимальная эффективность. Изучены такие преобразователи как неселективные и полосные приемники излучения для метрологической аппаратуры инфракрасного излучения.

Проведены экспериментальные исследования электрофизических характеристик МДП-структур на основе HgCdTe/CdTe, HgCdTe/CdTe/SiO2/Si3N4 и HgCdTe/CdTe/ZnTe. Для всех структур были определены значения плотностей фиксированного и подвижного зарядов в диэлектрике, а также рассчитана плотность поверхностных состояний вблизи середины запрещенной зоны. Показано, что наилучшая граница раздела наблюдается при использовании в качестве функционального диэлектрика CdTe, сформированного в процессе выращивания гетероэпитаксиальных структур.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование колебаний облака пространственного заряда в магнетронно‐инжекторной пушке мощного релятивистского гиротрона. Накопление заряда происходит в ходе магнитной компрессии электронного пучка в результате отражения части электронов с наибольшими поперечными скоростями от магнитного зеркала. Установлено, что при больших значениях коэффициента компрессии электронный пучок теряет устойчивость, что выражается в появлении модуляции тока пучка на частоте продольных колебаний электронного сгустка в адиабатической ловушке. Согласно численному моделированию, в этих условиях величина энергетического разброса в сформированном пучке достигает 4,6 %, что на порядок превышает разброс, вызванный провисанием потенциала пучка.

Проведен обзор методов получения пучков убегающих электронов в газовом разряде. Предложен новый метод, при котором пучок сначала формируется в узком промежутке (~ 1 мм) между катодом и сеткой, а затем он ускоряется полем плазменного столба аномального самостоятельного разряда в основном промежутке (длиной 10—20 мм). Экспериментально получены пучки электронов с энергией около 10 кэВ, плотностью тока 103 A/см2 при давлении молекулярного азота до 100 Торр. Получена генерация в азотном УФ-лазере с энергией ~ 1 мДж при накачке пучком убегающих электронов.

Рассмотрены влияние силы тока разряда, давления паров ртути и давления инертного газа на интенсивность и КПД генерации линии 185 нм. Проведено исследование спектров пропускания ВУФ‐излучения (вакуумного ультрафиолетового) защитными покрытиями из оксидов редкоземельных металлов и алюминия.

Рассмотрены проблемы, возникающие при калибровке детекторов на нейтронном генераторе, и реализован альтернативный метод абсолютной калибровки алмазных детекторов с использованием нейтронного источника на изотопе 241Am+Be. Проведено измерение амплитудного спектра и численное моделирование отклика алмазного детектора при облучении нейтронами изотопного источника 241Am+Be. Выполнена оценка эффективности регистрации быстрых нейтронов алмазным детектором по области амплитудного спектра, обусловленной (п, а)-реакцией на углероде для нейтронов в диапазоне энергий от 8,7 до 10,7 МэВ. Эффективный расчетный объем детектора составил 80 % от физического размера алмаза под контактами. Показаны преимущества и недостатки использования изотопных источников нейтронного излучения для калибровки алмазных детекторов быстрых нейтронов.

Проведены экспериментальные исследования возбуждения микроплазменных разрядов на поверхности образцов из алюминиевого сплава В95, помещенных в однородный импульсный поток плазмы. В результате сильного локализованного взаимодействия микроплаз-менных разрядов с алюминием в его приповерхностном слое происходят процессы плавления и быстрого последующего остывания металла в локализованных областях микронного размера. В результате такого многократного воздействия микроплазменных разрядов на поверхности алюминия формируется сплошной переплавленный слой толщиной до 20 мкм, который характеризуется сильно измененными физическими, структурными и триботехническими свойствами металла.

Приведены результаты экспериментальных исследований широкоапертурной (100×100 мм) ячейки Поккельса с плазменными электродами (ЯППЭ). Измерены временные характеристики, величина контраста, коэффициент пропускания и оптическая однородность ячейки; эффективное полуволновое напряжение ячейки — 10 кВ; длительность временного окна пропускания ячейки регулируется в пределах 250—550 нс; длительность его переднего фронта 40—50 нс, заднего — 70—100 нс; время формирования плазменных электродов ячейки 40±5 нс.

Получен эпитаксиальный рост алмазной монокристаллической пленки в факельном СВЧ-разряде, возбуждаемом магнетроном бытовой микроволновой печи мощностью ≤ 1 кВт, в газовой смеси аргон—водород с высоким содержанием метана (до 25 % к водороду) при атмосферном давлении на подложке из синтетического монокристалла алмаза (HPHT) с ориентацией (100) и размером ~ 4x4 мм. Показано, что разряд с диаметром факела ~2 мм и концентрацией СВЧ-мощности, поглощаемой в объеме факела >103 Вт/см3, эффективен для эпитаксиального наращивания слоев на монокристаллах синтетического алмаза. Структура осажденной пленки толщиной до 10 мкм качественной морфологии исследована оптическим микроскопом, а также методами комбинационного рассеяния и растровой электронной микроскопии.

Численным моделированием показана возможность сильного влияния пульсирующего по случайному закону электрического поля на ЭЦР‐нагрев в неоднородном магнитном поле. Установлено, что в этих условиях энергетический спектр электронов обедняется в области низких энергий за счет увеличения числа частиц в высокоэнергетичной области. Предполагается использовать этот эффект для увеличения эффективности генерации рентгеновского излучения в ЭЦР‐источниках.

Рассматривается задача определения устойчивых состояний равновесия пространственной структуры из системы сверхпроводящих контуров с током во внешнем магнитном поле. Получены условия, позволяющие формировать устойчивую бесконтактную конфигурацию магнитоактивных сверхпроводящих объектов на основе только магнитных сил взаимодействия.

Представлены результаты экспериментального определения и анализа спектральных коэффициентов поглощения и преломления полимерных материалов в коротковолновом диапазоне спектра при температурах 77 и 298 К в вакууме, выполненного на курчатовском источнике синхротронного излучения “Сибирь-1” с использованием разработанных оптико‐диагностического модуля и методики ВУФ‐спектрометрии.

Построено действие для системы точечных зарядов и найден тензор энергии-импульса их электромагнитного поля, в которых отсутствуют как завуалированное в общепринятой теории воздействие заряда самого на себя, так и (считающаяся общепринятой в классической электродинамике) бесконечно большая энергия поля точечного заряда. Показано, что такое видоизмененное действие позволяет (с самого начала для точечных зарядов) получить уравнения Максвелла.