Архив статей журнала
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.
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 %.
В Москве 24–25 июня 2025 г. при поддержке Минпромторга России, Минобрнауки России, РАН, ГК «Росатом», ГК «Ростех», ГК «Роскосмос» и ФПИ состоялся Форум «Будущее фотоники». Он был организован холдингом АО «Швабе» при активном участии Государственного научного центра Российской Федерации АО «НПО «Орион». В работе Форума приняли участие, представители федеральных органов исполнительной власти, вузов, научных и промышленных предприятий. В выступлениях докладчиков на секции «Системы технического зрения» прозвучали предложения для достижения технологического суверенитета Российской Федерации в области фотоники и оптоэлектроники
Рассмотрены основные области применения оптико-электронных систем коротковолнового, средневолнового и длинноволнового инфракрасных диапазонов на основе матричных фотоприемных устройств. Приведена обобщенная схема работы оптико-электронной системы, обобщенный анализ инфракрасных спектральных диапазонов с указанием решаемых задач, текущий технический уровень матричных фотоприемных устройств и требования к ним для решения различных задач.
Представлены результаты экспериментальных исследований характеристик импульсного источника протонов на основе сильноточного отражательного разряда с полым катодом. Отражательный разряд с полым катодом – это разряд с осциллирующими электронами в магнитном поле (разряд типа Пеннинга), в разрядной системе которого один из двух катодов имеет протяженную полость с малой входной апертурой. Изучено влияние на распределение токов между катодами величины разрядного тока, давления и магнитного поля. Установлено, что в сильноточном режиме работы разряда (до 5 А) доля тока, приходящаяся на катодную полость, составляет в среднем около 60 %. Представлены вольтамперные характеристики разряда и эмиссионные характеристики источника с модифицированной конструкцией полого катода. Результаты исследований имеют важное значение для создания компактного источника протонов с высокой интенсивностью пучка.
Разработана схема и создан действующий макет автоматической высокоточной системы угловой коррекции оси лазерного пучка, фокусируемого на поверхность объекта, который движется по непредсказуемой траектории. Управление угловым положением оси лазерного пучка осуществлялось FSM зеркалом по командам двухкоординатного позиционно-чуcтвительного PSD детектора. PSD преобразовывал линейные координаты центра тяжести изображения цели на поверхности фотоприемной площадки в управляющее напряжение, подаваемое на вход контроллера, осуществляющего автоматическую коррекцию гистерезиса управления осью лазерного пучка. Проведены эксперименты по моделированию управления угловым положением оси лазерного луча. Экспериментально определены статические и динамические характеристики системы управления. Измеренные значения времени отклика на сигналы управления и гистерезиса системы управления не превышали 0,7–1,0 мс и 0,2 %, соответственно.
Проведено рафинирование металлургического кремния в электронно-пучковой плазме паров воды. Основой метода является перевод трудно испаряемых в вакууме примесей в их легколетучие соединения в химически активной окислительной электронно-пучковой плазме. При электронно-пучковом рафинировании кремния в плазме паров воды при температуре образца 1430 С произошло удаление основных металлических примесей.
Исследован процесс коммутации вакуумного искрового разрядника при воздействии импульса лазерного излучения наносекундной длительности на мишень, размещаемую на катоде или за пределами короткого межэлектродного промежутка. Регистрировалось время срабатывания разрядника при различных значениях приложенного напряжения и давления остаточного газа. На основе полученных экспериментальных данных выдвинуто предположение о том, что первоначально проводящая среда возникает в результате ионизации остаточного газа УФ-излучением лазерной плазмы и эмитируемыми из нее быстрыми электронами.
Ранее были выполнены измерения температуры газа на оси разряда с жидкими не металлическими электродами (РЖНМЭ) с помощью теневого фонового метода (ТФМ). Исследовался разряд в конфигурации жидкий катод и металлический анод. Из-за особенностей оптической схемы не удалось получить хорошее пространственное разрешение, так как исследуемый объект находится не в фокусе фоторегистрирующего устройства. В результате радиальный ход температуры искажен аппаратной функцией объектива. Для восстановления исходного распределения необходимо решить обратную задачу. В данной работе предложен метод восстановления радиального хода температуры. Вначале на основе модельного эксперимента выполнено сравнение двух методов решения обратной задачи свертки. По результатам сравнения выбран метод дающий лучший результат. Выбранный метод использован для обработки экспериментальных данных с целью восстановления радиального хода температуры
Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на LII Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 17 по 21 марта 2025 года в г. Звенигород Московской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях развития исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.