|
Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2009. Том 4, выпуск 3 |
|
|
Квантовая оптика, квантовая электроника |
|
|
А. М. Шилов, А. Н. Гончаров, А. Э. Бонерт ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 914 НМ С УЗКОЙ ЛИНИЕЙ ГЕНЕРАЦИИ ДЛЯ СТАНДАРТА ЧАСТОТЫ НА ОСНОВЕ ХОЛОДНЫХ АТОМОВ МАГНИЯ В работе представлены результаты исследований по созданию одночастотного Nd:YVO4 лазера на длине волны 914 нм с плавной перестройкой частоты. Накачка осуществляется 8-ваттным диодным лазером, выходная мощность лазера в непрерывном режиме составляет 300 мВт при ширине линии излучения менее 250 кГц. Представляется перспективным использование разработанного лазера в качестве источника пробного излучения на длине волны 457 нм для оптического стандарта частоты на основе интеркомбинационого 1S0 ->3P1 перехода атомов магния, охлажденных и локализованных в магнитооптичеcкой ловушке. |
|
|
А. М. Ражев, Д. С. Чуркин, А. С. Завьялов ИМПУЛЬСНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР НА МОЛЕКУЛЯРНОМ ВОДОРОДЕ Впервые создан импульсный индукционный лазер на молекулярном водороде. Описана система формирования импульсного индукционного разряда тороидальной формы для возбуждения электронных уровней молекул водорода. Получена генерация на двух длинах волн ? 0,89 и 1,12 мкм. Представлены результаты экспериментальных исследований спектральных, временных и энергетических характеристик лазерного излучения при различных давлениях и уровнях накачки. Достигнута наибольшая в настоящее время импульсная мощность генерации ? 6,7 кВт. Измерена длительность импульсов на полувысоте, которая составила18±1 нс. Лазерное излучение в поперечном сечении имело форму кольца с внешним диаметром 3,3 см и шириной около 4 мм. |
|
В. С. Айрапетян ВНЕРЕЗОНАТОРНАЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ С ПЛАВНОЙ И (ИЛИ) ДИСКРЕТНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ На основе нелинейного кристалла LiNbO3 получена параметрическая генерация света с плавной и (или) дискретной перестройкой длины волны излучения в диапазоне 1,41?4,24 мкм, причем дискретная перестройка регу лируется от 0 до 12 нм. Кольцевая схема резонатора параметрического генератора света позволяет получить значения выходной энергии излучения до 50 мДж. Ввод в резонатор эталона Фабри – Перо сужает ширину излучения до 0,7см–1. |
|
В. С. Айрапетян РАСЧЕТНЫЕ И ДИСТАНЦИОННО ИЗМЕРЕННЫЕ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ v3 ПОЛОСЫ МЕТАНА И ИХ АНАЛИЗ Проведены расчетные работы и дистанционное исследование спектра поглощения ?3 полосы метана в диапа-зоне длин волн 3,25–3,45 мкм. Рассчитаны временные формы и интенсивности отдельных линий P- и R-ветвей. Проведено сравнение экспериментально измеренных и расчетных спектральных ширин и интенсивностей отдель-ных линий ?3 полосы метана. Полученные результаты позволяют найти оптимальные значения оптических пара-метров зондирующего перестраиваемого параметрического лазерного излучения. Расчетные значения спектраль-ных ширин и интенсивностей отдельных линий ?3 полосы метана хорошо согласуются с измеренными экспериментальными величинами. |
|
Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов |
|
В. М. Дулин, Ю. С. Козорезов, Д. М. Маркович, М. П. Токарев ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОТОКА
В ЗАКРУЧЕННОМ ТУРБУЛЕНТНОМ ПЛАМЕНИ Работа посвящена экспериментальному исследованию мгновенной и средней структуры течения в предвари-тельно перемешанном пропано-воздушном закрученном пламени при помощи бесконтактного оптического мето-да PIV (Particle Image Velocimetry) в стереоскопической конфигурации. Представлена визуализация типичных режимов горения для закрученного и незакрученного пламени в широком диапазоне чисел Рейнольдса и коэффи-циентов избытка топлива, определены границы области устойчивого горения. Для характерных режимов горения выполнены измерения полей мгновенной скорости, по которым были рассчитаны пространственные распределе-ния средней скорости и компонент кинетической энергии турбулентности. Исследовано взаимодействие пламени с крупномасштабными вихревыми структурами, а также показано существенно различное влияние горения на турбулентную структуру закрученной струи. В работе приведено описание алгоритмов обработки эксперимен-тальных данных, в частности адаптированного кросскорреляционного метода расчета мгновенных полей скорости, основанного на анализе локальной концентрации трассеров на PIV изображениях. Метод позволяет эффективно отфильтровывать ошибочные вектора, которые появляются в областях с малой концентрацией трассеров при ди-агностике газовых потоков, и эффективно рассчитывать пространственные распределения таких характеристик, как интенсивность турбулентных пульсаций. |
|
Д. А. Бунтин, А. А. Маслов, Т. А. Чимытов, А. Н. Шиплюк СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ВОЗМУЩЕНИЙ НА ПОРИСТОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ГИПЕРЗВУКОВОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ В данной работе представлены результаты экспериментального исследования нелинейной стадии ламинарно-турбулентного перехода в гиперзвуковом пограничном слое. Эксперименты были проведены в гиперзвуковой аэродинамической трубе типа Т-326 Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН. В качестве модели использовался остроконечный конус с пористой поверхностью. При помощи стати-стического анализа сигналов, полученных с датчиков термоанемометра, показано, что характер распределений в пограничном слое коэффициентов асимметрии и эксцесса для сплошной и пористой поверхностей качественно совпадает. Одновременно с этим показано возрастание коэффициентов асимметрии и эксцесса на пористой по-верхности. Из анализа профилей среднего напряжения и пульсаций среднего напряжения на датчике термоанемо-метра сделан вывод о задержке ламинарно-турбулентного перехода пористой поверхностью. |
|
В. П. Замураев, А. П. Калинина ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПОДВОДА ЭНЕРГИИ В РАСШИРЯЮЩЕМСЯ КАНАЛЕ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ВОЗДУХА Изучено влияние молекулярных (термодинамических) свойств газа на качественные и количественные харак-теристики газодинамических эффектов в расширяющемся канале (со сверхзвуковым потоком) при импульсно-периодическом подводе энергии. В качестве термического уравнения состояния и других термодинамических свойств газа взяты уравнения для реального газа (с параметрами воздуха) с учетом возбуждения колебаний, дис-социации и однократной ионизации. Показано, что качественно эффекты не зависят от учета молекулярных свойств, но наличие внутренних степеней свободы приводит к потерям в силе тяги порядка 30 % как для им-пульсного, так и для непрерывного режима подвода энергии. |
|
В. И. Пинаков, К. В. Кулик, Б. Е. Гринберг ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ ПО РОТОРНЫМ ТЕПЛООБМЕННИКАМ Эксперименты на вращающихся в воздушной среде конусах с углом при вершине ? = 120? и диске (т. е. конусе с ? = 180?) показали, что при частотах ? ? 2,5 Гц проекции траекторий частиц размером d ? 0,1 мм на горизон-тальную плоскость близки к логарифмическим спиралям. Анализ такой аппроксимирующей функции и результа-ты физического моделирования, позволившие определить зависимость коэффициента приповерхностного сопро-тивления CD* частицы при движении в вязкой жидкости (воздухе), показали, что частицы не скользят и не катятся по поверхностям роторных теплообменников. Среднее расстояние между отдельной частицей и поверхностью меньше, но соизмеримо с толщиной приповерхностного стационарного вихревого слоя вязкой жидкости, толщина которого по крайней мере на порядок превосходит размер частиц. В поле массовых сил (тяжести и центробеж-ных) движение частиц носит характер «прыжков» по твердой поверхности, высота которых приблизительно равна толщине вытеснения вихревого слоя. Перемещение частиц по нормали к поверхности, а также их однонаправлен-ное вращение под действием градиента скорости в вихревом слое вызывает массообмен между слоями вязкой жидкости, а следовательно, интенсифицирует отвод тепла от горячей поверхности и передачу его в воздух и час-тицам, что в итоге приводит к сокращению времени нагрева частиц и повышению уровня активации флаш-продуктов. |
|
|
Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы |
|
|
О. В. Беликов, А. С. Медведко, В. Р. Козак ИСТОЧНИК ПОДШУНТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПАРАМЕТРОВ ПУЧКА В УСКОРИТЕЛЯХ И НАКОПИТЕЛЯХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Источник подшунтирования разработан для коррекции магнитного поля в зазоре поворотного электромагнита путем частичного отбора тока из обмотки. Представленный в работе источник подшунтирования SHUNT-20 по-зволяет отбирать от обмотки электромагнита ток до 20 A. Разработанное устройство работает как с рекуперацией отобранной энергии в основной источник питания электромагнита, так и со сбросом энергии в балластную на-грузку. Контроль и управление системой подшунтирования выполняется дистанционно по CANbus. |
|
|
Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур |
|
|
Х. Д. Ламажапов, С. А. Прохоров, Д. А. Рыбаков СВОЙСТВА ТРЕХМЕРНЫХ КЛАСТЕРОВ, СОСТАВЛЕННЫХ ИЗ ПАРАЛЛЕЛЕПИПЕДОВ Исследована компьютерная модель трехмерных контактных кластеров. Элементы модели имели такие харак-теристики, как положение, вытянутость и ориентацию. Показано, что вытянутость и ориентация элементов замет-но влияют на значение порога перколяции. При увеличении углового разброса элементов порог перколяции уменьшается. Также порог уменьшается при увеличении вытянутости элементов. Длина кратчайшего пути в кла-стере максимальна на пороге перколяции. Скорость переноса в кластере на пороге перколяции минимальна. |
|
|
Химическая, биологическая и медицинская физика |
|
М. С. Вагин, А. С. Уницын, А. К. Петров, А. С. Козлов, С. Б. Малышкин, В. М. Попик, Т. Н. Горячковская, С. Е. Пельтек ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСС БИОЛОГИЧЕСКИХ НАНООБЪЕКТОВ МЕТОДОМ ТЕРАГЕРЦОВОЙ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ Исследуется возможность определения масс биологических макромолекул методом терагерцовой мягкой аб-ляции. Проведены исследования зависимости массы фрагментов ДНК фага ?-hind от их размера. При помощи диффузионного спектрометра аэрозолей определялся размер дисперсных продуктов терагерцовой лазерной абля-ции. Работа проведена с использованием излучения лазера на свободных электронах Сибирского центра фотохи-мических исследований. |
|
А. А. Кадетов, А. А. Киприянов, А. Б. Докторов КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ РЕАГЕНТОВ В ПРОСТРАНСТВЕННО НЕОДНОРОДНЫХ РАСТВОРАХ Рассмотрены пространственно неоднородные разбавленные растворы реагентов, помещенных в континуаль-ный растворитель (подход Вейта). На основе известных кинетических немарковских уравнений интегральной теории встреч впервые получены марковские кинетические уравнения, учитывающие силовое воздействие реа-гентов друг на друга при их макроскопическом перемещении, обусловленное бинарными встречами в растворе. Показано, что величина «интеграла столкновений» реагентов, обусловленных их стохастическим движением, мала по сравнению с «интегралом столкновений» с молекулами растворителя в рамках бинарного подхода к опи-санию эволюции раствора. Тем не менее учет встреч реагентов между собой может оказаться принципиально важным, поскольку приводит к появлению новых физических эффектов. |
|
А. А. Кадетов, А. А. Киприянов, А. Б. Докторов ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ РЕАГЕНТОВ В ПРОСТРАНСТВЕННО НЕОДНОРОДНЫХ РАСТВОРАХРАСТВОРАХ Рассмотрен двухкомпонентный пространственно неоднородный раствор реагентов, находящихся в однород-ном континуальном растворителе. Для его описания использованы полученные нами ранее кинетические уравне-ния для случая пренебрежимо слабой химической реакции. Их решения позволили исследовать явление про-странственной структуризации, обусловленное встречами реагентов разных сортов. Даны численные оценки характерных времен наблюдаемого эффекта. |
|
Радиофизика и электроника |
|
В. И. Яковлев ЗАМКНУТАЯ ЗАДАЧА ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ПРИМЕРЕ СФЕРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ В точной электродинамической постановке без использования малого параметра решена задача об осесимметричном излучении сферической антенны под действием сторонней ЭДС. Решение содержит как распределение тока по антенне, так и все характеристики поля излучения. |
|
|
Сведения об авторах |
|
|
Информация для авторов |
|
|
|
|