О развитии неустойчивости Кельвина-Гельмгольца во фронтовой области интенсивной нелинейной акустической волны в атмосфере
О развитии неустойчивости Кельвина-Гельмгольца во фронтовой области интенсивной нелинейной акустической волны в атмосфере
С. И. Косяков$^{1,2}$, С. Н. Куличков$^{1,2}$, М. Н. Закиров$^1$
В настоящее время не до конца получил свое объяснение значимый эффект расширения фронтовой области интенсивных нелинейных акустических волн, создаваемых в атмосфере импульсными точечными источниками различной природы – регистрируемая ширина фронтовой области на несколько порядка больше, чем это следует из теоретических представлений. Для объяснения столь значимого эффекта выдвинута гипотеза о возможности развития неустойчивости Кельвина-Гельмгольца внутри фронтовой области волны при сдвиговом течении, вызванным градиентом массовой скорости в самой фронтовой области. В работе обосновывается выдвинутая гипотеза. Для этого выполняется прямое (без использования каких-либо полуэмпирических моделей) численное моделирование неустойчивости Кельвина-Гельмгольца внутри физически бесконечно малого объема воздуха во фронтовой области интенсивной нелинейной акустической волны. Рассматривается однородное плоское движение сжимаемого воздуха в волне. Впервые показано, что развитие неустойчивости Кельвина-Гельмгольца на различных расстояниях от источника должно обладать геометрическим подобием ввиду того, что процесс развивается в идеальной среде. При этом не важно, увеличивается ширина фронтовой области по мере удалении волны от источника или она увеличивается за счет роста его энергии.
Показать АннотациюПроблемы контроля температуры при лазерной обработке металлов с использованием тепловизора
Проблемы контроля температуры при лазерной обработке металлов с использованием тепловизора
А. А. Гайна$^1$, А. А. Можайко$^2$
В работе исследовалась точность измерений температуры при лазерном упрочнении конструкционной стали с использованием тепловизора, работающего в среднем инфракрасном диапазоне (8-14 мкм). Эксперименты проводились на установках, оснащенных волоконными лазерами, LENS 750 и ЛС 10. Было выявлено несколько факторов, влияющих на точность измерений, включая отражение лазерного излучения, разрешение камеры, неправильно настроенный коэффициент излучения и взаимодействие лазерного излучения с воздухом во время разряда. Для повышения точности измерений было предложено несколько методов, таких как использование оптических фильтров и оптимизация расстояния наблюдения за мишенью и корректировка значения коэффициента излучения. Результаты исследования показали необходимость комплексной калибровки системы для обеспечения точного измерения температуры поверхности.
Показать АннотациюШирокополосные суперлюминесцентные диоды на основе квантовых ям
Широкополосные суперлюминесцентные диоды на основе квантовых ям
А. А. Михеева$^1$, А. Н. Туркин, А. А. Мармалюк
Сегодня усиленное спонтанное излучение (суперлюминесценция) является важным эффектом как в инжекционных лазерах, так и в суперлюминесцентных диодах. В последних это явление позволяет добиться наиболее широкого спектра излучения прибора при достаточно высокой выходной мощности, что является неоспоримым преимуществом для широкого класса практических применений. В связи с актуальностью проблемы создания широкополосных суперлюминесцентных диодов (СЛД) представляется перспективным анализ наилучшего способа уширения спектра этих приборов в зависимости от конструкции их активной области. Для этого необходимо провести теоретическое моделирование оптического усиления в различных конструкциях активных областей СЛД, а также исследовать поведение скорости спонтанной излучательной рекомбинации с ростом длины волны в этих структурах. При построении спектра усиления можно сделать вывод о том, какие именно оптические переходы в квантовой яме вносят наибольший вклад в усиление при определенном токе инжекции. Анализ таких важных эффектов позволяет построить расчетные спектры выходной мощности СЛД и рассчитать ширину каждого спектра на полувысоте при разных токах инжекции. Кроме того, для того чтобы разобраться, какая из конструкций активных сред позволяет создать эффективный широкополосный суперлюминесцентный диод, необходимо проанализировать величину спектрального провала между максимумами в соответствующем спектре излучения. В работе показано, что наиболее широкополосный СЛД с малой величиной спектрального провала можно создать на основе одной квантовой ямы, в которой в процесс излучения вовлекается два оптических перехода.
Показать АннотациюОсобенности распространения пучков когерентного фазово-модулированного излучения
Особенности распространения пучков когерентного фазово-модулированного излучения
М. М. Лещева, А. А. Абашкина, А. А. Шарков, О. М. Вохник
Экспериментально исследована трансформация распределений интенсивности, происходящая по мере распространения фазово-модулированного лазерного пучка. Выявлено влияние глубины синусоидальной фазовой модуляции на преобразование распределения фазы в распределение интенсивности, происходящее на расстоянии, равном четверти длины Талбота. Зарегистрировано периодическое самовоспроизведение распределений интенсивности излучения, фаза которого промодулирована по периодическому фрактальному закону. Выявлены особенности эффекта Талбота, обусловленные использованием фазового транспаранта на основе функции Вейерштрасса.
Показать АннотациюПрименение доменной адаптации для диагностики природных вод по спектрам комбинационного рассеяния света
Применение доменной адаптации для диагностики природных вод по спектрам комбинационного рассеяния света
Л. С. Утегенова$^1$, К. А. Бузанов$^2$
Определение ионного состава и концентрациивеществ в речных и сточных водах представляет собой важную научно-практическую задачу экологического мониторинга. В настоящей работе решается задача по определениюконцентраций ионов Zn2+, Cu2+, Li+, Fe3+, Ni2+, NH4+, SO42- и NO3-в водных растворах с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) и искусственных нейронных сетей (НС). Спектроскопия КР позволяет проводитьбыстрый и дистанционный анализ многокомпонентных жидких сред в режиме реального времени. Однако анализ спектров сталкивается с рядом проблем вследствие сложногохимического состава природных вод и наличия флуоресцентного фона, обусловленного растворёнными органическими веществами. Поэтому необходимоиспользовать НС. В рамках исследования с целью доменной адаптации НС реализуется метод переноса обучения, основанный на предварительном обучениимоделей на репрезентативной выборке спектральных данных, не содержащих флуоресцентной составляющей (исходный домен), и дальнейшем дообучении НС наспектрах с флуоресцентным фоном (целевой домен). Такой подход позволил повысить эффективность обучения модели и точность определения концентраций ионов вреальных речных водах (Москва-река, Яуза, Битца, Сетунь).
Показать АннотациюЛазерная спектроскопия наночастиц ZnS в процессе их синтеза в обратных микроэмульсиях
Лазерная спектроскопия наночастиц ZnS в процессе их синтеза в обратных микроэмульсиях
Р. Р. Волков$^1$, И. В. Пластинин$^2$
В данной работе методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света, метода динамического светорассеяния (ДСР) и спектроскопии поглощения в ультрафиолетовой области проведено исследование обратных микроэмульсий, в которых проводилась реакция синтеза наночастиц ZnS. Согласно данным ДСР, размер обратных мицелл в микроэмульсиях не превышал 5 нм, а размер синтезированных наночастиц ZnS не превышал 3 нм. Было показано, что размер обратных мицелл не зависит от наличия прекурсоров и наночастиц внутри мицелл. С помощью спектроскопии поглощения было получено, что размеры наночастиц, синтезированных в микроэмульсиях, оказались равными 2.8 ± 0.2 нм, что согласуется с данными ДСР. С помощью спектроскопии КР было показано, что изменение интенсивности валентной полосы SO прекурсора ZnSO4 коррелирует с изменением концентрации ионов SO42- внутри ядер мицелл, что позволяет использовать её для контроля содержания прекурсора в реакционной среде с синтезирующимися наночастицами. Кроме того, было показано, что взаимодействие молекул воды с гидрофильными группами АОТ приводит к изменению формы валентной полосы SO AOT и её смещению в область меньших волновых чисел. Результаты проведённых исследований обеспечивают развитие методов дистанционной и экспрессной лазерной диагностики мицеллярных нанореакторов
Показать АннотациюНовый метод преодоления Стандартного Квантового Предела чувствительности оптомеханических измерителей малых сил
Новый метод преодоления Стандартного Квантового Предела чувствительности оптомеханических измерителей малых сил
Л. А. Баринов$^{1,2}$
Показано, что предложенная в работе [Barinov L. A., Khalili F. Ya. // Phys. Rev. D. 2025, https://doi.org/10.1103/7mn7-qm31] схема лазерного детектора гравитационных волн, сочетающая преимущества квантового измерителя скорости и управляемой оптической жёсткости, может быть адаптирована для оптомеханических сенсоров малых сил <<настольного>> масштаба. Выполнен численный анализ и получены аналитические выражения для спектральной плотности квантового шума при параметрах, характерных для современных оптомеханических систем с субграммовыми зеркалами.
Показать АннотациюМЭМС-переключатель с увеличенным отношением емкостей для передовых радиоэлектронных систем
МЭМС-переключатель с увеличенным отношением емкостей для передовых радиоэлектронных систем
М. О. Морозов$^{1,2}$, И. В. Уваров$^2$
МЭМС-переключатели имеют широкий потенциал применения в перспективных системах связи, однако их внедрению препятствует ряд особенностей. Отношение емкостей в разомкнутом и замкнутом состоянии обычно составляет несколько единиц и не обеспечивает требуемых характеристик. Отношение емкостей может быть многократно увеличено за счет использования дополнительного электрода, нанесенного поверх диэлектрического слоя. В данной работе проводится расчет емкостных и радиочастотных характеристик переключателя с дополнительным электродом.
Показать АннотациюВозбуждённые состояния трижды тяжёлых тетракварков
Возбуждённые состояния трижды тяжёлых тетракварков
В. О. Галкин$^1$, Е. М. Савченко$^{1,2}$
Массы основных и радиально и орбитально возбуждённых состояний трижды тяжёлых тетракварков с парой открытого и скрытого тяжёлых ароматов (очарование, прелесть) рассчитаны в рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и КХД. Тетракварк рассматривается как связанное состояние дикварка с антидикварком. Рассматриваются дикварки в триплетном по цвету состоянии. Расчёты учитывают все релятивистские эффекты (независящие и зависящие от спина) и конечный размер дикварка. Полученные результаты сравниваются с порогами сильных развалов на пару тяжёлого и тяжёло--лёгкого мезонов. Выделены состояния тетракварков, являющиеся основными кандидатами для экспериментальных поисков.
Показать АннотациюРедкие полулептонные распады $\Xi_{b}^-$-бариона
Редкие полулептонные распады $\Xi_{b}^-$-бариона
В. О. Галкин$^1$, А. О. Немтырев$^2$
В течение последних десятилетий достигнут существенный экспериментальный прогресс в исследовании распадов адронов, содержащих тяжелые кварки. В частности, были измерены относительные вероятности эксклюзивных полулептонных и редких распадов как прелестных, так и очарованных мезонов и барионов. В настоящей работе представлены результаты исследования редких распадов $\Xi_{b}^-\rightarrow \Xi^- l^+l^-$. В рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и квантовой хромодинамике, рассчитаны формфакторы, параметризующие матричные элементы слабого тока между барионными состояниями. На основе спирального формализма проведен расчёт дифференциальных и полных ширин распада, а также асимметрий и поляризационных характеристик распадов. Расчёты выполнены как с учетом дальнодействующих вкладов в коэффициенты Вильсона векторных резонансов чармония, так и без их учета. Получены предсказания для ширин распада для 3-х поколений лептонов.
Показать Аннотацию