Представлено описание устройства детектирования спектрометра излучения человека СКГ-АТ1316А. Приведено краткое описание математических методов обработки аппаратурных спектров. Показаны основные преимущества использования предлагаемых функциональных зависимостей.

Приводится принцип измерения температуропроводности твердых тел, в том числе тонких пленок, с помощью наведенных светом тепловых динамических решеток. Дается описание созданного лазерно-оптического комплекса, позволяющего производить на основе метода динамических решеток бесконтактные измерения температуропроводности. 

Разработан прибор для измерения термического коэффициента оптического пути W лазерных материалов. В основу работы измерителя положен метод отклонения пучка лазерного излучения в среде с линейным градиентом температуры. Прибор позволяет измерять коэффициент W в спектральном диапазоне 0,4–1,1 мкм в поляризованном свете с точностью 0,3×10-6  K-1  и на этой основе определять величину и знак температурного коэффициента показателя преломления dn/dT.

Определена оптимальная конфигурация сдвоенных катушек Гельмгольца для измерения дипольных магнитных моментов. Установлено, что измерительные катушки должны быть круглыми, а компенсационные – квадратными. Аналитически подтверждена целесообразность применения предложенной конфигурации катушек в качестве первичного измерительного преобразователя дипольных магнитных моментов.

Проведены разработка и экспериментальные исследования формирователя широкополосных сигналов методом прямого цифрового синтеза. Формирователь позволяет обеспечивать коррекцию фазо-частотных характеристик формируемого широкополосного сигнала. Исследован уровень побочных излучений на выходе смесителя сдвига при переносе спектра сигнала в диапазон СВЧ.

Представлены результаты моделирования измерительной цепи, содержащей динамический конденсатор, методом комплексно-гармонического анализа. Из-за малого значения нормированной частоты вибрации измерительный сигнал зонда Кельвина с чувствительным элементом малых размеров характеризуется значительными гармоническими искажениями, приводящими к резкому увеличению погрешности измерений. Уменьшение погрешностей может быть обеспечено за счет регистрации сигнала на его второй гармонике и контроля величины зазора зонд-образец на основе измерений отношения амплитуд первой и второй гармоники сигнала.

 

Рассмотрен электронный модуль обработки сигналов лавинных фотодиодов, созданный на базе двух специализированных аналоговых микросхем. Приведены результаты измерений основных характеристик и уровня шумов электронного модуля в зависимости от емкости источника сигнала (фотодиода).

Разработаны конструкция и технология создания 4-сенсорной газовой микросистемы, изготавливаемой на подложках из нанопористого анодного оксида алюминия. Методом конечных элементов проведено моделирование температуры основных ее элементов и термомеханических деформаций, возникающих в конструкции при различных режимах работы микросистемы.

Разработан емкостной датчик встречно-штыревого типа для диагностики избыточной влажности кожи человека.

Предложен алгоритм формирования изображения объекта фотографирования с большим диапазоном яркости из серии изображений, полученных в результате брекетинга экспозиции LDR-изображения, минимизирующий потери информации.

Представлены методика и результаты одновременного определения вероятности спонтанного излучения А и коэффициента столкновительного самоуширения γ для спектральной линии R(22) перехода 10⁰0-00⁰1 молекулы СО₂ по измеренным ненасыщенным коэффициентам поглощения в углекислом газе на центральной частоте этой линии при температуре 300 К и давлениях, обеспечивающих фойгтовский контур линии.

Рассмотрено применение метода Кельвина–Зисмана (контактной разности потенциалов) для неразрушающего контроля и выявления дефектов структур кремний-диэлектрик. Метод использовался для визуализации распределения электрического потенциала поверхности и изгиба энергетических зон по поверхности термически окисленной кремниевой пластины, легированной бором. Полученная картина распределения дефектов находится в хорошем согласии с данными о влиянии дефектообразующих факторов. Сопоставление результатов визуализации потенциала поверхности с данными, полученными методом эллипсометрии, показало, что наличие и толщина диэлектрического слоя не оказывают влияния на результаты контроля.

Рассмотрено применение метода Кельвина–Зисмана (контактной разности потенциалов) для неразрушающего контроля и выявления дефектов структур кремний-диэлектрик. Метод использовался для визуализации распределения электрического потенциала поверхности и изгиба энергетических зон по поверхности термически окисленной кремниевой пластины, легированной бором. Полученная картина распределения дефектов находится в хорошем согласии с данными о влиянии дефектообразующих факторов. Сопоставление результатов визуализации потенциала поверхности с данными, полученными методом эллипсометрии, показало, что наличие и толщина диэлектрического слоя не оказывают влияния на результаты контроля.

Представлены результаты измерений при комнатной температуре на воздухе комбинационного рассеяния света (КРС) в синтетических монокристаллах алмаза: пяти, легированных атомами бора (с концентрацией 2·1017; 6·1017; 2·1018; 1,7·1019; 1·1020  см–3), и одном специально нелегированном. Для возбуждения КРС использовался лазер с длиной волны излучения  532 нм.  Построены зависимости интегральной  интенсивности  и  полуширины линии КРС кристаллической решеткой алмазов от степени легирования. В приближении геометрической оптики получено соотношение между интегральными интенсивностями КРС легированного и нелегированного образцов. Проведены количественные оценки коэффициента поглощения света исследованных образцов по данным КРС. Результаты работы могут быть использованы для картирования коэффициента поглощения лазерного излучения в приповерхностной области синтетических кристаллов алмаза и контроля их качества.

Построена математическая модель асинхронного оптического канала связи, в котором в качестве приемного модуля использовался счетчик фотонов; получено выражение для расчета пропускной способности этого канала. В результате выполненных экспериментальных исследований определены зависимости пропускной способности асинхронного оптического канала связи, содержащего в качестве приемного модуля счетчик фотонов на основе кремниевого лавинного фотоприемника, от интенсивности оптического излучения и напряжения питания фотоприемника.

Исследования пьезоматериалов, используемых для возбуждения вибраций в цилиндрических преобразователях для высокоточных перемещений, показали, что их точность зависит от дизайна и технологических факторов. Анализ критериев позволил выбрать пьезоматериал оптимальных мехатронных систем с максимальными перемещениями. В сравнении с традиционными методами, экспериментальные исследования точности вибросистем средствами голографической визуализации 3D позволяют получить намного больше информации о вибрирующих поверхностях. На базе разработанной методологии анализа экспериментальных данных, полученных благодаря использованию метода голографической визуализации 3D и экспериментального голографического стенда, получены результаты, позволяющие оптимизировать общий дизайн мехатронной системы или ее отдельных элементов.

Описан метод повышения точности дальномера с полупроводниковым лазером, работающего в режиме накопления слабых отраженных сигналов при многократном зондировании цели. Показано, что использование в приемном тракте дальномера двухпорогового электрического накопителя с автоматической регулировкой уровней, позволяет улучшить отношение сигнал/шум и повысить точность измерений. Приведены результаты лабораторных и полевых испытаний дальномерного канала прибора наблюдения.

Предложен метод диагностики силовых конструкций, основанный на ударном возбуждении собственных колебаний и использующий в качестве диагностического параметра модальные характеристики: собственные частоты и формы колебаний. На примере крыла самолета МиГ-29 разработана методика диагностики повреждаемости узлов крепления, основанная на анализе откликов сигналов на ударные воздействия. Проведены численный и натурный эксперименты для оценки эффективности предложенных параметров.

Предложен способ выражения динамической неопределенности средств измерений, который позволяет, используя спектральную функцию входного сигнала и частотную характеристику используемого средства измерения, оценивать его неопределенность в динамическом режиме работы.

Предложен метод расширения множества анализируемых частот цифровыми фильтрами на основе частотной выборки. Рассмотрен способ повышения точности измерения этим классом фильтров спектров сигналов. В основе предложенного подхода лежит согласованное обобщение структур фильтров на основе частотной выборки и стандартного нерекурсивного гребенчатого фильтра. Предложенный метод может найти широкое применение при решении задач выявления скрытых периодичностей.