Статья: Результаты практического моделирования коррекции неоднородности многоэлементных фотоприемных устройств по сигналам сцены (2009)

В рамках квазиклассической теории вычислен момент импульса света в кольцевом лазерном резонаторе и определен смысл масштабного коэффициента лазерного гироскопа (ЛГ). Определены квантовый предел чувствительности и аддитивная погрешность масштабного коэффициента ЛГ. Показано, что “зона захвата” на выходной характеристике обусловлена прецессией момента сил вокруг вектора угловой скорости, действующего на багрон света в кольцевом лазерном резонаторе ЛГ.

Проведено моделирование методом Монте-Карло процессов диффузии ионов натрия в моно- и поликристалле. Сопоставление компьютерного и натурного экспериментов подтверждает вакансионный механизм диффузии при различных структурах кристалла в широком диапазоне изменения температуры и электрического поля.

Проведен аналитический обзор разработок усилительных приборов О-типа миллиметрового диапазона, выполненных ведущими зарубежными фирмами и научными лабораториями. Рассмотрены тенденции развития таких приборов при продвижении в коротковолновую часть миллиметрового диапазона.

Для существенного улучшения разрешающей способности системы “лазер — времяпозиционно-чувствительный детектор излучения” выбран оптимальный метод измерения интервала времени и осуществлена практическая реализация измерителя, базирующегося на микросхеме TDC-GPX. Тестовые измерения показали, что такое устройство имеет разрешающую способность ~10 пс при диапазоне измерений до 40 мкс.

Рассмотрен метод коррекции неоднородности многоэлементных фотоприемных устройств с микросканированием, в котором корректирующие коэффициенты определены через связи неоднородности соседних элементов фотоприемного устройства (ФПУ), выявляемые по сигналам сцены. Эффект микросканирования используется для точного сопоставления сигналов соседних элементов. По связям соседних элементов устанавливаются связи всех элементов, по которым находятся корректирующие коэффициенты и производится корректирование.

В рамках программы использования фианита в фотоэлектронике изготовлены образцы многоэлементных германиевых фотодиодов с кодом Грея. Дополнительно на поверхности прибора нанесено защитное и стабилизирующее покрытие — слой двуокиси циркония ZrO2 (аналога фианита). Традиционно используемый низкотемпературный окисел SiO2 имеет определенные недостатки, которые удалось устранить благодаря новому стабилизирующему покрытию. Сравнение германиевых приборов с традиционным окислом SiO2 и с новым окислом ZnO2 показало, что использование последнего приводит к существенным преимуществам.

Обсуждены пластические свойства индия, играющие важную роль при гибридизации flip-chip-методом матричных фотоприемных устройств, изготовляемых на основе GaAs/AlGaAs, GaAs/HgCdTe, InAs. Предложена математическая модель растекания индиевого микроконтакта, сжимаемого двумя плоскостями, описывающая процесс “холодной сварки” [1] при сборке гибридной микросхемы. На основе данной модели проанализированы экспериментальные данные, отражающие временные характеристики процесса пластической деформации индиевых микроконтактов матричных фотоприемников. Показано, что пластичность индия изменяется как в процессе сдавливания индиевых микроконтактов, так и при охлаждении структур до температуры жидкого азота, при котором предельное напряжение среза индия увеличивается в пять раз. Предложенная модель, экспериментальные данные и оценки термомеханических напряжений, возникающих в гибридных микросхемах, рассмотрены в рамках проблемы разрушения микроконтактов при многократных циклах охлаждения—нагревания.

Рассмотрена модель плазменного эмиттера электронов, в которой учтены перераспределение токов на электроды газоразрядной структуры эмиттера и формирование слабого электрического поля в плазме в зависимости от тока эмиссии. Представлены расчетные и экспериментальные зависимости параметров переключения, эффективности извлечения и напряженности электрического поля в плазме от ускоряющего напряжения и геометрических размеров эмиссионного канала.

Построена мультигармоническая кубически-нелинейная теория супергетеродинных плазменно-пучковых лазеров на свободных электронах с доплертронной накачкой. В качестве накачки используется замедленная электромагнитная волна, которая распространяется в замагниченной плазменнопучковой системе навстречу электронному пучку. Учтено мультигармоническое взаимодействие волн, которое играет существенную роль. Проведен анализ уровней и механизмов насыщения. Показана перспективность использования данных систем для генерации мощного электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн.

Приведено описание генератора плазмы с автовозбуждением колебаний геликонного типа. Электромагнитные колебания развиваются в заполненном плазмой объеме, помещенном в продольное магнитное поле, вследствие неустойчивости контакта между плазмой и отрицательно смещенным холодным катодом с высокой эмиссионной способностью. Эффективность разряда сравнима с эффективностью традиционных геликонных разрядов, но для его осуществления не требуется СВЧ-техники.

Решена задача тангенциального разрыва (Т-Р); обобщены критерии его устойчивости, когда учитываются сжимаемость и большая магнитная вязкость плазмы. В частности, с помощью Т-Р моделируется магнитопауза в меридиональном сечении дневной стороны магнитосферы. Показано, что магнитная вязкость, как и сжимаемость среды, может существенно влиять на условие устойчивости границы магнитосферы относительно малых возмущений в солнечном ветре.

Приведены экспериментальные и теоретические результаты по развитию неустойчивости фронта волны ионизации на начальных стадиях стримерного пробоя в гелии атмосферного давления. Впервые в Не экспериментально обнаружено явление ветвления катодонаправленного стримера в коротких перенапряженных промежутках, а также дано качественное обоснование физического механизма этого процесса. Экспериментально определены критические размеры стримера lcr, при которых происходит ветвление, и показано, что с ростом величины энерговклада в разряд уменьшается как критическая длина стримера, при которой происходит ветвление, так и время его ветвления.

На основе комплексного анализа картографических материалов, теории атмосферного электричества (газовых разрядов), электрофизиологии растений сформулирована концепция возгорания лесов на юге Дальнего Востока (ДВ).

Рассмотрена задача лазерного напыления с учетом переноса теплового излучения внутри и снаружи лазерного факела в многогрупповом приближении. Приведены результаты расчетов потоков энергии теплового излучения лазерного факела на мишень в дальней и ближних зонах в зависимости от времени и характера воздействия. Показано, что поглощение тепловых потоков в подложке и мишени в случае процессов лазерного напыления способно привести к их существенному нагреванию. Приведена возможность диагностики потоков теплового излучения из лазерного факела с помощью фотоприемных устройств.

Создана установка для получения долгоживущих плазменных образований. Проведены исследования физических характеристик долгоживущих светящихся образований, получаемых при горении эрозионного разряда в гетерогенной микрокапельной среде воздуха и электролита. Получены с большой вероятностью светящиеся долгоживущие объекты и проведено исследование взаимодействия данных объектов с проводящим экраном и магнитным полем. Экспериментально обнаружено, что данные образования содержат в себе нескомпенсированный заряд. Предложена физическая модель данного явления и реализован вариант пробоя значительного разрядного промежутка ∼1 м в гетерогенной среде микрокапель электролита и воздуха при относительно малых потенциалах 600—800 В.

Найдены условия, которые обеспечивают выделение одной из двух поляризационных составляющих оптического излучения, падающего под углом на двухслойную систему диэлектрик—металл.

Определены и изучены цветовые характеристики (ЦХ) ароматических и гетероароматических углеводородов в колориметрической системе RGB. Установлены линейные зависимости между цветовыми характеристиками и потенциалами ионизации (ПИ) исследуемых веществ. Выводы подтверждены статистической обработкой данных.

Обсуждена сложная резонансная структура сечения фотоионизации эндоэдрального атома. Продемонстрированы очень сильное увеличение сечения фотоионизации и появление в нем интерференционной структуры для валентных и субвалентных оболочек эндоэдральных атомов благородных газов A@C60. Показано, что атомный гигантский резонанс может быть как полностью разрушен, так и остаться почти неизменным в зависимости от скорости фотоэлектронов, которые испускаются в процессе распада этого резонанса. Рассмотренные эффекты являются результатом динамической модификации падающего пучка излучения вследствие поляризации электронов фуллереновой оболочкой и отражения фотоэлектронов статическим потенциалом этой оболочки. Рассмотрены также внешние np- и субвалентные ns-подоболочки атомов благородных газов Ne, Ar, Kr и Xe. Модификация гигантских резонансов изучена для последовательностей эндоэдральных атомов и ионов Xe, Ba, La, и Ce+, Ce+4, Eu. Поляризация оболочки фуллерена выражена через полное сечение фотопоглощения. Отражение фотоэлектронов от статического потенциала учтено в рамках так называемого пузырькового потенциала, который является сферически-симметричным потенциалом δ-типа.

Показано, что только из уравнений Максвелла макроскопической электродинамики, соответствующих материальных уравнений и уравнений движения вещества (уравнений гидродинамики) однозначно следуют результаты, приведенные в работах [2, §75 и 3, §105], а именно: сила, действующая на единицу объема неподвижного вещества, представляется в виде суммы силы Гельмгольца и силы Абрагама; плотность импульса электромагнитного поля есть вектор Пойнтинга, деленный на секунду в квадрате (с2); тензор напряжений, связанный с полем, по виду совпадающий с суммой тензора напряжений электростатического поля и тензора напряжений магнитостатического поля.

Показано, что затухание ленгмюровских колебаний плазмы определяется квантовой природой, причем коэффициент затухания, пропорциональный четвертой степени заряда электрона, обусловлен термическими флуктуациями электронов и неаналитически зависит от постоянной Планка h, стремящейся к нулю, т. е. ħ → 0. При частотах ~ Т / ħ коэффициент затухания обладает максимумом, отождествляемым с бозонным пиком.