Лазерный профилометр
Лазерный профилометр
К. Г. Аринушкина
В статье анализируются основные неисправности вагонов, возникающие в процессе эксплуатации на Северо-Западных железных дорогах. Неисправные поверхности катания колесных пар были определены как одна из основных проблем на раннем этапе ремонта вагонов. Представлен обзор современных методов измерения поверхностей с помощью лазерной технологии. В статье рассматриваются принципы работы лазерных профилометров, их основные компоненты, а также методы обработки полученных данных. Описывается применение лазерных профилометров в различных областях, таких как промышленность, строительство, медицина и наука. Также обсуждаются преимущества и недостатки лазерных профилометров по сравнению с другими методами измерения поверхностей. Для сокращения времени остановки проходящих поездов предлагается вариант внедрения на железнодорожных путях лазерных профилометров. Как к реальному колесу прикладывается шаблон для измерений при техническом осмотре вагона подвижного состава, так и в предлагаемом способе измерения производятся в точках по шаблону. Технический результат - повышение точности измерений за счет минимизации человеческого фактора, глобальная цифровизация технологических процессов и автоматизация управления подвижным составом в пути следования. В ходе работы были проанализированы данные, полученные при измерениях различных профилей поверхностей грузовых вагонов, в том числе колесных пар в сравнении с эталонными профилями.
Показать АннотациюПрименение CCD и КМОП устройств в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн
Применение CCD и КМОП устройств в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн
И. Н. Николаева
Терагерцовый (ТГц) диапазон частот в спектре электромагнитного излучения занимает промежуточное положение между инфракрасным и микроволновым диапазонами, а излучение в его пределах обладает свойствами обоих, т.е. имеет низкую расходимость и способно проникать сквозь неметаллические материалы. К настоящему времени существующие приемники ТГц излучения являются инертными, имеют невысокое пространственное разрешение и высокую стоимость, что ставит вопрос о поиске подходящих доступных аналогов. Решением может стать использование матричных фотоприемных устройств на основе структур с зарядовой связью (ПЗС) и структур металл-оксид-полупроводник (КМОП), работающих в режиме туннелирования фотоэлектронов в зону проводимости за счет внешнего лазерного источника. В работе рассмотрены особенности регистрации модулированного электромагнитного излучения в расширенном миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн с помощью ПЗС и КМОП матриц.
Показать АннотациюШирокотемпературный ферриэлектрический жидкий кристалл как квадратичная электрооптическая среда нового поколения
Широкотемпературный ферриэлектрический жидкий кристалл как квадратичная электрооптическая среда нового поколения
Т. П. Ткаченко, М. В. Минченко, В. А. Барбашов, С. И. Торгова, Е. П. Пожидаев
Полярные жидкокристаллические мезофазы вызывают большой интерес как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. Ферриэлектрические жидкие кристаллы включают в себя разнообразные полярные мезофазы, общим недостатком которых является узкий температурный интервал их существования (в пределах 10 °C) и высокие температуры плавления (свыше 60 °C). В работе представлена ферриэлектрическая жидкокристаллическая смесь с диапазоном существования мезофазы от -3 °C до +47 °C. Показано, что эта смесь является в настоящее время самой низковольтной квадратичной жидкокристаллической электрооптической средой, коэффициент ориентационного эффекта Керра которой достигает 1500 нм/В2. Таким образом, на основе представленной смеси возможно создание электроуправляемых полуволновых пластинок с управляющем напряжением около 1.3 В с временами электрооптического отклика 150 мкс.
Показать АннотациюВлияние характеристик растворителя на оптические свойства углеродных точек
Влияние характеристик растворителя на оптические свойства углеродных точек
А. А. Корепанова
Исследованы зависимости фотолюминесценции двух видов углеродных точек, синтезированных гидротермальным методом и методом Хаммерса, от характеристик различных растворителей. В результате анализа полученных спектров фотолюминесценции суспензий обоих видов углеродных точек во всех использованных растворителях было выявлено значительное влияние кислотности, основности и относительной полярности растворителя на интенсивность и стоксов сдвиг фотолюминесценции углеродных точек. Полученные результаты объясняются процессами изменения химических свойств углеродных точек при взаимодействии со средами, обладающими различающимися физико-химическими характеристиками.
Показать АннотациюВлияние наночастиц золота и серебра на оптические свойства эритрозина в пленке поливинилового спирта
Влияние наночастиц золота и серебра на оптические свойства эритрозина в пленке поливинилового спирта
Ф. Ю. Мушин, А. П. Русинов, Т. М. Чмерева
Приведены результаты экспериментального исследования влияния наночастиц (НЧ) зо-лота и серебра на оптическое поглощение и люминесценцию молекул эритрозина в пленке поливинилового спирта (ПВС). Показано, что наличие плазмонных НЧ приводит к увеличению поглощения света молекулами, сокращению времени жизни фосфоресценции и немонотонному изменению интенсивности флуоресценции и фосфоресценции молекул в зависимости от концентрации НЧ. По мере роста концентрации НЧ сначала наблюдается увеличение интенсивности люминесценции, которое после достижения максимума сменяется уменьшением.
Показать АннотациюФормирование пространственного профиля интенсивности лазерных пучков зубчатыми аподизирующими диафрагмами
Формирование пространственного профиля интенсивности лазерных пучков зубчатыми аподизирующими диафрагмами
И. М. Устинов$^{1,2}$, Б. Г. Зималин$^1$, В. В. Мурылев$^1$
Работа посвящена исследованию формирования аподизированных лазерных пучков зубчатыми диафрагмами. Рассмотрено формирование пучков диафрагмами квадратной и прямоугольной формы с различными типами зубчатой структуры. Показана возможность формирования аподизированных пучков с коэффициентом заполнения до 87% и отношением пиковой плотности энергии к средней менее 1%. Исследовано сохранение пространственной структуры сформированных пучков при их распространении от плоскости перестроения изображения зубчатой диафрагмы. Показана возможность применения зубчатых диафрагм прямоугольной формы в системе апертурного деления лазерного пучка.
Показать АннотациюРазработка автоматической системы подстройки положения оси лазерного излучения для воздушного канала связи
Разработка автоматической системы подстройки положения оси лазерного излучения для воздушного канала связи
К. С. Назарова, В. В. Давыдов
Обоснована необходимость разработки оптических систем подстройки положения оси лазерного излучения на фотоприемном модуле для воздушной волоконно-оптической линии связи. Разработана конструкция оптической системы для подстройки оси лазерного излучения на фотоприемном модуле в плоскости, перпендикулярной лазерному излучению. Проведено моделирование работы оптической системы по управлению положением оси лазерного излучения на фоточувствительном слое фотоприемника. Определены оптимальные параметры компонентов системы и предложены методы управления, которые позволяют достичь необходимой точности и стабильности направления излучения. Представлены экспериментальные исследования, направленные на корректировку положения пластин относительно направления оси лазерного излучения и изменение их показателя преломления путем изменения напряжения. Подтверждена эффективность разработанной оптической системы и определены оптимальные параметры её оптических элементов.
Показать АннотациюСпектроскопия комбинационного рассеяния света водных суспензий наночастиц сульфида цинка (ZnS)
Спектроскопия комбинационного рассеяния света водных суспензий наночастиц сульфида цинка (ZnS)
Р. Р. Волков$^1$, И. В. Пластинин$^1$
В данной работе методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света, метода динамического светорассеяния (ДСР) и спектроскопии поглощения в ультрафиолетовой области проведено исследование водных растворов, в которых проводилась реакция синтеза наночастиц ZnS методом соосаждения. Было получено, что более 99 % синтезированных наночастиц имели размер 41 ± 3 нм, а водные суспензии наночастиц ZnS обладали полосой поглощения в области 315 нм. В результате исследования процессов в реакционной среде методом спектроскопии КР обнаружено, что полоса валентных колебаний ионов HS- в области с максимумом 2572 см-1 является идентификационным признаком синтеза наночастиц: по ее интенсивности возможно определить стадию и завершенность синтеза наночастиц ZnS. Полученные результаты позволяют разработать бесконтактный и экспрессный метод диагностики реакционной среды в процессе синтеза в них наночастиц
Показать АннотациюУсовершенствование системы терморегуляции стандарта квантовой частоты с рубидиевой газовой ячейкой
Усовершенствование системы терморегуляции стандарта квантовой частоты с рубидиевой газовой ячейкой
Е. В. Исупова$^2$, С. Ю. Швецов$^1$
Обоснована необходимость повышения метрологических характеристик квантового стандарта частоты на атомах рубия-87. Отмечено, что основным дестабилизирующим фактором, который снижает точность определения частоты, является температура. Для её контроля в квантовом стандарте частоты применяют терморегуляцию. Установлено, что используемые в настоящее время системы для лазера и оптических компонент не могут обеспечить необходимую стабильность температуры, которая требуется для улучшения метрологических характеристик квантового стандарта. Разработана новая схема терморегулятора квантового стандарта частоты с рубидиевой газовой ячейкой с использованием ПИД-регулятора, а также проведено моделирование её работы в среде Micro-Cap. Проанализированы переходные процессы в схеме терморегулятора. Установлено уменьшение влияние температуры на оптические компоненты и характеристики лазера в квантовом стандарте частоты.
Показать АннотациюИсследование механизмов магнетосопротивления топологического изолятора Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S
Исследование механизмов магнетосопротивления топологического изолятора Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S
Т. Н. Эндерова, В. О. Сахин, Ю. И. Таланов
Исследованы механизмы, определяющие магнетосопротивление топологических изоляторов Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S (x = 0.02 и 0.04). Исследованные кристаллы обладают низ-кой объемной проводимостью, что облегчает изучение процессов рассеяния на поверхности. По данным измерений сопротивления четырехконтактным методом на постоянном токе в низких магнитных полях (до 600 Э) был обнаружен квантовый интерференционный вклад в проводимость, соответствующий случаю слабой антилокализации. Сделана оценка длины фазовой когерентности 𝑙𝜑 и определена ее зависимость от температуры. Было обнаружено, что при наличии внешнего магнитного поля (H > 1 кЭ) возникает активационная щель в энергетическом спектре поверхностных носителей тока в Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S (x = 0.02 и 0.04). Анализ температурной и полевой зависимости сопротивле-ния R(T, H) позволил получить величину активационной щели и ее зависимость от кон-центрации олова и приложенного магнитного поля: 𝛥 порядка 2 мэВ Bi$_{1.06}$Sn$_{0.04}$Sb$_{0.9}$Te$_2$S и 60 мкэВ для Bi$_{1.08}$Sn$_{0.02}$Sb$_{0.9}$Te$_2$S при H = 5 кЭ.
Показать Аннотацию