Статья: Форум «Будущее фотоники» Секция «Системы технического зрения» - взгляд на отрасль «изнутри» (Обзор материалов Форума «Будущее фотоники», Москва, 24–25 июня 2025 г.) (2025)

Рассматривается современный отечественный сорбционный кабельный сенсор, не имеющий аналогов в мире по чувствительности и быстродействию, его принцип работы и возможности создания на его основе различных систем контроля, в т. ч. раннего обнаружения утечек из элементов контуров жидкостного охлаждения вы-числительного шкафа. Экспериментальные исследования отечественных кон-струкций сорбционных кабелей подтвердили их высокую чувствительность к поро-говым значениям не только жидкой фазы, но и к изменениям уровня относитель-ной влажности воздуха. Физическое моделирование показало, что принцип работы сорбционного кабельного сенсора или сорбционного измерительного преобразователя основан на двух физических процессах: сорбции и электропроводности. Получены расчетные значения выходного тока сорбционного кабеля близкие к экспериментальным данным. Представлена система контроля герметичности элементов контуров жидкостного охлаждения вычислительных шкафов во всех критичных точках возможной разгерметизации.

Представлен обзор наиболее распространенных в практике импульсно-периодических клапанов, используемых для газонапуска. Предложена простая конструкция клапана для импульсно-периодической подачи газа в вакуумные устройства. Клапан имеет цилиндрический исполнительный элемент со сквозными радиальными отверстиями. Принцип действия клапана основан на вращательном движении исполнительного элемента относительно выходного отверстия ресивера, заполненного рабочим газом. Массовый расход газа в импульсе, длительность и частота повторения импульсов напуска газа могут меняться в широких пределах. Устройство при работе не создает шума и электромагнитных помех. Важным достоинством предложенного устройства является его масштабируемость.

В оптическом приборостроении существует противоречие массогабаритных характеристик и требований к качеству оптической системы – вся промышленность стремится к миниатюризации изделий, однако чем выше, требования к оп-тическим системам, тем большее число оптических элементов требуется для коррекции аберраций, что приводит к увеличению массы изделия и его габаритов. В данной работе предложено решение для крупносерийного производства, способствующее уменьшению массогабаритных характеристик оптических систем за счет создания асферических поверхностей, без необходимости вытачивать асферику на каждой линзе, посредством применения технологии прецизионного прессо-вания оптических элементов – инновационной для России технологии, которая позволяет создавать оптические элементы сложного профиля (асферические поверхности, free-form поверхности), которые более эффективны в коррекции абер-раций, что позволяет уменьшить число линз в составе объектива. Для подтверждения эффективности технологии представлено сравнение объективов для при-боров ночного видения (ПНВ) на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП) II+ поколения и ЭОП III поколения: сравнение объективов, разработанных из материалов для прецизионного прессования, с их прототипами из обычных стекол продемонстрировало уменьшение массогабаритных характеристик при сохранении достаточного качества изображения для использования их в ПНВ.

Выполнено сравнительное исследование стойкости к высокотемпературному окислению на воздухе при 1200°С керамических материалов, полученных путем искрового плазменного спекания порошков SiC и SiC + AlN (25 вес. %). Проведен анализ констант пассивного окисления керамик в зависимости от их состава и пористости. Показано, что интенсивность окисления керамик в первую очередь определя-ется уровнем и характером остаточной пористости. Подробно рассмотрены факторы воздействия модифицирующей добавки AlN на процессы уплотнения керамики и последующего ее окисления при высокотемпературных отжигах. Показана перспективность использования данной добавки для получения плотной композиционной керамики на основе SiC с кратно улучшенной коррозионной стойкостью.

На основе установленных технологических параметров синтеза TiN в азот содержащей плазме испарением Ti вакуумно-дуговым разрядом, предложено нанесение покрытий TiN-Cu путем инжекции паров Cu в область синтеза TiN, распыляя Cu магнетронным разрядом. Согласно рентгенофазовому анализу, рефлексы отражений меди не наблюдаются, хотя рентгеноспектральный микроанализ структуры покрытий подтверждает наличие меди в исследуемых покрытиях по всему профилю покрытий. Проведены стойкостные испытания покрытий TiN-Cu на шестигранных сменных пластинах из твердого сплава Т15К6 при резании стали 40Х. Показано, в предложенном режиме нанесения покрытий TiN-Cu, состав TiN–5,57 ат.% Cu увеличивает стойкость пластин Т15К6 в  2,5 раза по сравнению с инструментом без покрытия. Замеренные составляющие сил при срезании на пластинах с покрытием TiN–Cu свидетельствуют об отсутствии вибраций (шумов) режущего инструмента, что косвенно объяснено влиянием трибологических свойств покрытия на стойкость инструмента снижением силы трения и увеличением теплоотвода из зоны контакта режущей кромки инструмента с обрабатываемым материалом, способствуя уменьшению температуры в зоне резания.

По Доплеровскому уширению линии H измерена энергия атомов водорода, поступающих в плазму со стенки вакуумной камеры в режиме омического нагрева в стеллараторе Л-2М, которая оказалась равной 4,1 эВ. Проведено моделирование проникновения в плазму нейтрального водорода с измеренной энергией, и рассчитаны энергетические спектры потока атомов перезарядки, вылетающих из плазмы. Проведено сравнение полученных результатов с результатами аналогичных расчетов с энергией проникающих в плазму нейтралов 2 эВ, которую принято использовать при моделировании. Показано, что изменение энергии поступающих со стенки нейтралов существенно влияет на проникновение нейтральных частиц в цен-тральные области плазмы. Моделирование показало, что при энергии нейтралов со стенки 4,1 эВ в центральные области плазмы проникает в полтора-два раза больше нейтральных частиц, чем при энергии 2 эВ.

Показано, что такое включение позволяет компенсировать наличие изменяющегося уровня фонового излучения в диапазоне от 0 до 3500 лк и избежать «ослепления» кремниевого фотоумножителя, тем самым на порядок увеличить динамический диапазон фотоумножителя в условиях фоновой засветки. При этом удается обеспечить уменьшение пиковой амплитуды оптического сигнала не более чем на 10 %.