Волоконные лазеры двухмикронного диапазона для медицины
Волоконные лазеры двухмикронного диапазона для медицины
П. А. Алешина$^1$, Т. К. Чехлова$^2$
Статья посвящена исследованию воздействия волоконного лазера двухмикронно-го диапазона на биологическую ткань. В работе описываются результаты экспе-риментов, проведенных с использованием непрерывного и ультракороткого им-пульсного лазерного излучения с энергиями от 1,5 до 20 Дж в спектральном диа-пазоне 2 мкм на биологической ткани. Были получены экспериментальные зави-симости глубины и диаметра зоны воздействия от энергии, а также установлено, что диаметр и глубина зоны абляции и коагуляции фиксируются при энергии воздействия ∼10 Дж в импульсном режиме. В целом, результаты работы могут быть использованы для оптимизации процедур лечения биологической ткани с использованием лазерного воздействия.
Показать АннотациюОсобенности применения технологии esCCO для диагностики состояния человека
Особенности применения технологии esCCO для диагностики состояния человека
Е. В. Порфирьева, В. В. Давыдов
Обоснована необходимость расширения применения технологии esCCO в целях определения состояния здоровья человека, особенно когда он находится в критическом состоянии или близком к нему. В таких ситуациях быстрое и точное получение информации о сердечном выбросе является важным фактором для принятия решений врачами и обеспечения оптимальной медицинской помощи. Преимуществом технологии esCCO является ее способность предоставлять необходимую информацию за более короткий промежуток времени, чем с использованием других методов. Это позволяет врачам быстро оценить изменения в сердечном выбросе и принять соответствующие меры для нормализации состояния пациента. Рассмотрены особенности технологии esCCO для определения состояния здоровья человека в различных ситуациях, где изменения сердечного выброса играет ключевую роль. Представлены примеры регистрации различных параметров, необходимых для расчета сердечного выброса по методике esCCO и экспериментальные исследования изменения сердечного выброса во времени.
Показать АннотациюИсследование нефтяных парафинов и смол методом ЯМР релаксации
Исследование нефтяных парафинов и смол методом ЯМР релаксации
Т. А. Казбаев, Д. С. Иванов
В силу сложности химического и молекулярного состава нефти при её исследовании обычно принято выделять четыре основных компоненты: асфальтены, смолы, парафины и масла. При этом, согласно принятым Методикам ГОСТ 11851085, М 01-12-81 парафины выделяются не непосредственно из нефти так, как, например, асфальтены, а из предварительно выделенных масел. В данной работе проведены результаты исследования методом ЯМР бензольных и спиртобензольных смол, выделенных из нефти по стандартизованной методике ГОСТ 11858-66. Обнаружено, что для бензольных смол наблюдается характерный для систем с фазовым переходом первого рода гистерезис в характеристиках ЯМР, в то время как для спиртобензольных с точностью до погрешности эксперимента признаки гистерезиса не обнаруживаются во всём температурном диапазоне: от минус 80 до плюс 65 градусов Цельсия. Высказано предположение о том, что вследствие особенностей взаимодействия смол и парафинов последние выделяются из нефти преимущественно в составе бензольных смол.
Показать АннотациюОптическая бистабильность в системе широкоапертурного полупроводникового лазера
Оптическая бистабильность в системе широкоапертурного полупроводникового лазера
Е. А. Ярунова$^{1,2}$, А. А. Кренц$^{1,2}$, Н. Е. Молевич$^{1,2}$
В работе рассматривается широкоапертурный поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (VCSEL), управляемый внешнем оптическим излучением, что обеспечивает наличие оптической бистабильности в системе. Исследуется устойчивость пространственно-однородного приосевого режима лазерной генерации. Взаимодействие большого числа поперечных мод приводит к модуляционной неустойчивости, в результате чего могут формироваться пространственные паттерны, солитоны и нерегулярная динамика. Исследуется условия существования бистабильных режимов на фоне модуляционной неустойчивости. Построена кривая однородного стационарного решения и показана корреляция между ее бистабильностью и наличием неустойчивостей. Система дифференциальных уравнений решалась численно, для подтверждения эффекта переключения между стационарными значениями в бистабильной области. Получено, что рост значения фактора Генри увеличивает области модуляционной неустойчивости и неустойчивости плоской волны, которая также может реализовываться в данной системе.
Показать АннотациюВосстановление волнового фронта фемтосекундных лазерных импульсов среднего инфракрасного диапазона при помощи методов машинного обучения
Восстановление волнового фронта фемтосекундных лазерных импульсов среднего инфракрасного диапазона при помощи методов машинного обучения
Н. В. Якушкин$^1$, А. В. Митрофанов$^{2,3,4}$, М. В. Рожко$^{1,3}$, Н. Г. Ирошников$^1$, Д. А. Сидоров-Бирюков$^{1,3,4}$
В работе показана возможность применения свёрточных нейронных сетей для задач восстановления волнового фронта лазерного пучка по распределению интенсивности излучения в поперечной плоскости на некотором расстоянии за фокусирующей системой. Найдено оптимальное расстояние от фокусирующей системы до плоскости снятия интенсивности для восстановления параметров лазерного пучка, при котором ошибка для среднеквадратичного отклонения амплитуд полиномов Цернике резко уменьшается. На сгенерированной компьютером выборке пучков с различными типами аберраций обучена нейронная сеть для восстановления волнового фронта реальных пучков при наличии шумов.
Показать АннотациюКвантовые ямы AlGaInAs для спектрального диапазона 1300-1550 нм
Квантовые ямы AlGaInAs для спектрального диапазона 1300-1550 нм
Р. В. Дибольский$^1$, А. Н. Туркин$^1$, А. А. Мармалюк$^2$
Создание высокоэффективных полупроводниковых лазеров спектрального диапазона 1300-1550 нм является одной из важных практических задач современной квантовой электроники. Ведущим направлением использования таких лазеров является передача информации по оптическому волокну. Совершенствование указанных приборов требует повышения выходной мощности, уровень которой для лазеров рассматриваемого спектрального диапазона во многом определяется конструкцией квантово-размерной активной области. В частности, введение упругих напряжений в квантовые ямы активной области способствует снижению интенсивности протекания процессов Оже-рекомбинации и благоприятствует повышению выходной мощности и температурной стабильности. Настоящая работа направлена на поиск путей создания квантовых ям с повышенным уровнем упругих напряжений, излучающих в районе 1300-1550 нм. В статье учтено влияние упругих напряжений на длину волны излучения, выполнен расчёт геометрии квантовых ям, обеспечивающих получение длины волны излучения 1300-1550 нм, определена критическая толщина таких квантовых ям, при превышении которой начинается процесс генерации дислокаций несоответствия. Также изучены подходы по компенсации упругих напряжений в квантовых ямах, показано, что использование барьерных слоёв с упругими напряжениями противоположного знака позволяет отодвинуть порог генерации дислокаций несоответствия и улучшить излучательную эффективность.
Показать АннотациюРазработка автономного малогабаритного цифрового микроскопа с регулировкой увеличения до 1250 крат
Разработка автономного малогабаритного цифрового микроскопа с регулировкой увеличения до 1250 крат
Д. В. Шевченко$^1$, В. В. Давыдов$^{1,2}$
В статье обоснована необходимость разработки компактного мобильного цифрового микроскопа высокого разрешения для проведения исследований. Рассмотрены недостатки современных конструкций мобильных цифровых микроскопов. Определены требования по обеспечению необходимым характеристик в малогабаритном микроскопе по разрешающей способности, контрасту изображения и размеру. Разработана и собрана конструкция компактного мобильного цифрового микроскопа. Введено условие для обеспечения необходимого увеличения микроскопа. Выполнена оценка параметров микроскопа для обеспечения кратности 1250 крат. Представлены изображения различных объектов с разрешением по изображению от 2 мкм до 90 нм. Проведено сопоставление полученных результатов с параметрами лабораторных микроскопов для исследования различных сред.
Показать АннотациюИзучение свойств спеклоподобных световых полей в рамках учебных модулей кафедры оптики, спектроскопии и физики наносистем
Изучение свойств спеклоподобных световых полей в рамках учебных модулей кафедры оптики, спектроскопии и физики наносистем
Н. Н. Павлов, П. В. Короленко, Ф. А. Тулапин
Рассмотрены особенности реализации учебного модуля по статистической оптике с учетом развития новых научных направлений, особое внимание уделено актуальной задаче обновления и расширения методических материалов, посвященных изучению спекловых структур с релеевской и нерелеевской статистиками. Приводится описание новой задачи в специальном оптическом практикуме, созданной для экспериментального исследования свойств спеклоподобных световых полей.
Показать АннотациюОсобенности экспресс-контроля летучих углеводородных сред и их смесей в видимом cвете
Особенности экспресс-контроля летучих углеводородных сред и их смесей в видимом cвете
Г. В. Степаненков, Д. В. Вакорина
Рассмотрены проблемы, которые возникают при экспресс-контроле углеводородных сред и их смесей. Особенно отмечены проблемы с контролем летучих углеводородных сред, которые используется в качестве топлива (бензин, керосин, дизельное топливо и т.д.). Определены требования к методам для экспресс-контроля и приборам для их реализации. Рассмотрены особенности контроля летучих углеводородных сред и их cмесей с использованием малогабаритных рефрактометров, работающих на эффекте полного внутреннего отражения. Показано, что при использовании этих приборов, получить данные для определения состояния смеси из летучих углеводородных сред, о её составе и о концентрациях компонент невозможно. Разработан новый метод для определения компонент в смеси летучих углеводородных сред и данных о соотношении между концентрациями компонент в ней. Представлена конструкция малогабаритного рефрактометра, который позволяет проводить измерения показателя преломления в видимом свете, для реализации этого метода. Установлены зависимости изменения плотности от температуры Т для различных марок бензина для определения состава и концентрации в трехкомпонентной смеси из летучих углеводородных сред. Представлены результаты исследования различных летучих углеводородных сред и их смесей.
Показать АннотациюОсобенности контроля состояния вязких сред методом рефракции
Особенности контроля состояния вязких сред методом рефракции
В. А. Бажанова$^1$, В. В. Давыдов$^{1,2,3}$
Обоснована необходимость контроля жидких сред с использованием рефрактометра. Предложена методика контроля жидких сред, включая смеси, с использованием рефрактометрических измерений. Составлена система уравнений для определения состава среды, которая состоит из компонент, не вступивших между собой в химическую реакцию. Представлены результаты экспериментальных исследований.
Показать Аннотацию