Аннотации номера

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ

1
Излагаются краткие сведения о программах развития и современном состоянии разработок зарубежных тепловизионных систем и их элементной базы, в первую очередь, оптических систем и фотоприемных устройств. Особое внимание уделяется тепловизионным системам 3-го поколения, работающим в двух и более спектральных диапазонах и использующим матричные фотоприемные устройста. Приводятся примеры разработок тепловизионных систем военного, гражданского и «двойного» назначения. Рассматриваются перспективы развития тепловизионных систем в ближайшие годы.

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ. ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

14
Предложен один из способов коррекции кривизны поля в широкоугольных объективах, приведена методика его реализации. Для решения задачи синтеза коррекционных компонентов использованы корректирующие элементы с определенными по величине отношениями продольных увеличений вдоль главного луча. Конструктивные параметры этих элементов математически связаны с их реально вносимыми аберрациями, в частности, такой аберрацией, как астигматизм.
17
Представлен способ углового селективного регулирования направленного светопропускания при движении источника света относительно остекленного объекта. Оптический фильтр с решеточными слоями на двух поверхностях стеклянной подложки обеспечивает угловое регулирование за счет относительного расположения решеток. Обе решетки состоят из поглощающих, рассеивающих или отражающих полос, чередующихся с полосами необработанной поверхности стекла фильтра. Приведен графоаналитический метод расчета угловых характеристик светопропускания фильтра плоскопараллельной формы. При заранее известной траектории источника света характеристики светопропускания можно предварительно адаптировать к изменению углов падения лучей. Результаты графоаналитического расчета подтверждены экспериментально. Рассмотрены возможности применения способа регулирования в архитектурном остеклении, оптических и светотехнических устройствах.
22
Рассмотрена обратная задача спектроскопии – восстановление непрерывных спектров путем математической обработки измеренных спектров, искаженных аппаратной функцией спектрометра и помехами. Задача сводится к решению интегрального уравнения Фредгольма I рода. Задача его решения некорректна, поэтому для получения устойчивого решения используется метод регуляризации Тихонова. При этом применен адаптивный способ вычислительных экспериментов, согласно которому, наряду с исходным спектром P, обрабатывается модельный спектр Q с задаваемым истинным спектром z и моделируемым измеренным спектром u с учетом дополнительной (априорной) информации об истинном спектре P. Это позволяет выбрать параметр регуляризации  . Предложенная методика может быть использована для повышения разрешающей способности спектрометра. Приведены численные иллюстрации.
29
Решается задача динамического выбора маршрутов и назначения длин волн в сетях WDM. Задача является актуальной для управления сетью WDM при обслуживании запросов на установку кратковременных соединений и передачу избыточного трафика. Предлагаемый метод решения задачи является эвристическим и усовершенствует ранее известный метод за счет учета влияния четырехволнового смешивания и использования новой метрики на этапе поиска потенциальных для использования маршрутов. Это позволило уменьшить вероятность блокировки вызовов при установке соединений в среднем на 13% и значение Q-фактора на 0,812.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЙ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Алтухов А. И., Гнусарев Н. В., Коршунов Д. С.
36
Описывается подход к прогнозированию качества изображений космических объектов, который может использоваться при планировании рабочих программ бортовых оптико-электронных систем спутников дистанционного зондирования. В основе предлагаемого авторами подхода лежит оценивание влияния на передаточные характеристики оптико-электронных систем наблюдения космических комплексов баллистических условий орбитальной съемки в задачах прогнозирования разрешающей способности и линейного разрешения на объекте.

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

42
Показано, что при генерации фемтосекундного спектрального суперконтинуума в кварцевом волокне в областях нормальной, нулевой и аномальной дисперсий групповых скоростей с увеличением центральной длины волны фемтосекундного лазерного импульса на входе время когерентности излучения со сверхшироким спектром значительно уменьшается, однако в области нулевой групповой дисперсии кварцевого волокна существует «скачок» времени когерентности. Например, для длительности исходного импульса 40 фс и пиковой интенсивности 1013 Вт/см2 при генерации спектрального суперконтинуума в кварцевом волокне на длине волны исходного излучения 800 нм время когерентности равно 22 фс, при увеличении длины волны время когерентности уменьшается до 4 фс (1180 нм). В области нулевой групповой дисперсии (1260 нм) время когерентности резко увеличивается до 20 фс, после чего опять уменьшается, достигая минимума в 4 фс (1560 нм).
46
Показано, что при коллимации параксиального волнового пакета, получаемого при дифракции в дальней зоне исходно однопериодной волны, формируется «Ж-образная» полуторапериодная пространственно-временная структура, длительность которой пропорциональна расстоянию от оси пучка, а центральная ее часть движется быстрее периферийной. С увеличением пройденного коллимированным излучением расстояния от коллимирующего до фокусирующего зеркала волновой пакет в фокусе последнего меняется от полуторапериодной волны до однопериодной и снова до полуторапериодной, максимум спектра которой на оси пучка смещается сначала в область высоких частот, а затем обратно в область низких частот. Однопериодная волна в фокусе зеркала получается идентичной исходной для коллимирующего и фокусирующего зеркал с равными фокусными расстояниями при удвоенном фокусном расстоянии между ними.

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

51
Рассматривается робастное субоптимальное управление боковым движением летательного аппарата в режиме захода на посадку. Разработан алгоритм, обеспечивающий субминимизацию интегрального критерия качества в условиях параметрических возмущений, действующих на модель летательного аппарата. Приведены результаты моделирования, иллюстрирующие эффективность используемого алгоритма.
55
Рассматривается устойчивая апериодическая непрерывная система, матрица состояния которой обладает вещественным спектром кратных собственных чисел, кратность которых равна размерности ее вектора состояния. Показывается, что если модуль собственного числа меньше единицы, то в свободном движении системы по норме вектора состояния обнаруживается колебательность, проявляющаяся в наличии начального выброса, сменяющегося монотонным движением к состоянию покоя. Установлено, что величина выброса тем больше, чем меньше по модулю собственное число и больше его кратность.
61
Проведен анализ структуры сети станций вертикального зондирования ионосферы. Рассмотрены особенности разработки и принцип построения комплексов программ автоматизированной обработки, анализа и хранения данных зондирования ионосферы. Построена концептуальная модель комплексной системы управления базами данных. В практику исследования ионосферы внедрено соответствующее программное обеспечение. Показаны результаты применения предложенных авторами алгоритмов и программ автоматизированной обработки и анализа данных вертикального зондирования ионосферы.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

67
Предложены марковские модели надежности дублированных вычислительных комплексов, позволяющие учесть влияние на нестационарный коэффициент готовности ограниченных возможностей восстановления, вызванных недопустимостью потери данных и прерываний вычислительного процесса во время восстановления.
72
Рассмотрены особенности протоколов взаимодействия виртуальной файловой системы и файловой системы, их влияние на производительность микроядерных операционных систем. На примере файловой системы ext2, реализованной для операционной системы MINIX 3, установлено, что время идентификации файлового объекта в микроядерных операционных системах может увеличиваться до 26 раз по сравнению с монолитными системами. Показано, что при использовании рекомендованных в работе методов хеширования можно добиться производительности рассматриваемой части стека ввода–вывода, практически не уступающей производительности монолитных операционных систем.
77
Предложена оценка надежности распределенных вычислительных систем, предусматривающих перераспределение запросов при изменениях потоков запросов, отказах и отключениях узлов системы, объединяемых в совокупность кластеров. Предложена и решена задача оптимизации процесса перераспределения запросов между кластерами с учетом его влияния на задержки обслуживания и надежность системы.
82
Рассматриваются алгоритм и программный комплекс поиска и исследования матриц ортогональных базисов – минимаксных матриц (М-матриц). Приведена схема алгоритма, даны комментарии к блокам расчета, пояснен интерфейс программного комплекса MMatrix, разработанного с участием авторов статьи. Результатом работы универсального алгоритма являются матрицы Адамара, матрицы Белевича (С-матрицы, conference matrices) и матрицы, дополняющие указанные и близкие к ним по свойствам четных и нечетных порядков, в частности, матрица 22-го порядка, для которого С-матрицы не существует. Приведены примеры портретов найденных альтернативных матриц 255-го и 257-го порядков, отвечающих последовательностям чисел Мерсенна и Ферма. Пояснен новый путь получения матриц Адамара, отличный от ранее известных переборных процедур и процедур, опирающихся на вычисление символов Лагранжа, имеющий теоретическое и прикладное значения.
86
Предложен и разработан теоретико-множественный аппарат описания моделей бизнес-процессов микроэкономической системы в методологии ARIS eEPC, а также агентных имитационных моделей AnyLogic. Разработан метод трансляции модели в нотации eEPC в агентную имитационную модель AnyLogic. На основе разработанного метода проведен эксперимент по трансляции модели в нотации eEPC в агентную имитационную модель AnyLogic.
92
Приведены результаты разработки математической модели планирования частотно-временного ресурса нисходящего канала связи технологии LTE. Предложенная модель направлена на обеспечение гарантированного качества обслуживания пользователей беспроводной сети путем выделения пользовательским станциям требуемых скоростей передачи. Проведен сравнительный анализ предложенной модели с существующими методами с точки зрения обеспечения общей производительности нисходящего канала связи, степени балансировки пропускной способности, а также вероятности выделения пользовательским станциям требуемой скорости передачи. Показано, что предложенная модель в условиях высоких требований к скорости передачи пользовательских станций, по сравнению с известными методами, позволяет на 5–20% повысить степень балансировки пропускной способности нисходящего канала связи, а также на 40–100% повысить вероятность выделения пользовательским станциям требуемой скорости передачи.

ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

99
Разработана модель твердотельного лазера с продольной диодной накачкой, позволяющая исследовать характеристики излучения Er:YLF-лазера в условиях пространственной неоднородности коэффициента усиления. Исследована зависимость энергетических и пространственных характеристик излучения от пространственных параметров пучка накачки, а также от концентрации активатора в активном элементе. Приведена зависимость энергии моноимпульса от соотношения радиуса основной моды и радиуса пучка накачки.
103
Представлен метод моделирования генерации лазерного излучения в неустойчивом радиально-симметричном резонаторе с выходным градиентным зеркалом. Приведены результаты исследований влияния параметров градиентного зеркала на пространственные и энергетические характеристики лазерного излучения. Проведено моделирование лазерной генерации в режимах активной и пассивной модуляции добротности. Проведен сравнительный анализ пространственных и энергетических характеристик излучения для указанных режимов.

ЛАЗЕРНЫЕ И БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ТЕРАГЕРЦОВЫЕ СПЕКТРЫ ОТРАЖЕНИЯ КОЖИ С ДЕРМАТИТАМИ И МОРФОЛОГИЧЕСКИМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ Смолянская О. А., Езерская А. А., Прожеев И. В., Стрепитов Е. А.
108
Проведены работы по поиску возможности диагностики дерматитов и морфологических изменений кожи человека с помощью излучения терагерцовой области частот (0,05–2,0 ТГц). Особенности различных типов заболеваний кожи человека in vivo проявляются во всем исследуемом диапазоне частот, особенно в колебательной области (1,5–2,0 ТГц). Обусловлены они обратным рассеянием на новообразованиях кожи в ее верхних слоях. В терагерцовых спектрах отражения хорошо различимы спектральные линии различных дерматитов, пигментных пятен, гематом. Терагерцовое излучение хорошо проникает через перевязочные средства. При этом за одно сканирование, длящееся около одной минуты, обрабатываются спектры не только перевязочного материала, но и различных слоев кожи.
113
Проанализированы основные подходы к компьютерному моделированию движения воздуха в носовых каналах человека при дыхании. Описаны различные модели турбулентности, которые могут быть применены для расчета скорости и давления воздуха. Проиллюстрированы результаты экспериментального измерения параметров воздушного потока на входе в носовую полость. Приведена геометрическая модель носовой полости, полученная из снимков компьютерной томографии, а также результаты моделирования движения воздуха в рамках данной модели. Приведены полученные поля скоростей и температур во время вдоха и выдоха.
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК ДЫХАНИЯ Ханков С. И., Кормилицын А. Ю., Скорубский В. И.
118
Рассматривается теплофизическая модель энергетического обмена воздушных потоков вдоха и выдоха, которая использует свойства турбулентности. Показано, что на основе этой модели могут быть построены датчики измерения и методы расчета параметров потоков, характеризующих объем легких и скорость воздушных потоков. Изменения параметров потока относительно нормальных могут быть связаны с нарушениями работы легких и сердечнососудистой системы. Результаты исследований модели легли в основу конструирования датчика параметров вихревых потоков дыхания и алгоритмов расчета параметров в портативных приборах функциональной диагностики.
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДЫХАНИЯ ДАТЧИКОМ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ Кормилицын А. Ю., Ханков С. И., Скорубский В. И.
122
Рассматриваются задачи анализа и исследования параметров нового датчика воздушных потоков. Приведены результаты экспериментальных исследований датчика и сравнения его параметров с существующими в клинической практике датчиками. Сравнение выполняется по ряду параметров (частотное распределение спектральной плотности сигнала, реакция датчика на акустические воздействия, линейность и инерционность датчика; реакция датчика на энергию потока с регулируемой температурой; влияние жесткости конструкции).

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЦЕНТРОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В СТЕКЛАХ С ИОНАМИ МЕДИ И ХЛОРА Бабкина А. Н., Никоноров Н. В., Сидоров А. И., Шахвердов Т. А., Ширшнев П. С.
129
Представлены результаты исследования спектров люминесценции и спектров возбуждения люминесценции калиевоалюмоборатных стекол, содержащих ионы меди и хлора. Показано, что до термообработки люминесценция стекол связана с молекулярными кластерами Cun (n < 10). Широкополосная люминесценция в видимой области спектра, возникающая после термообработки, вызвана появлением в матрице стекла молекулярных кластеров (CuCl)n и (Cu2O)n.
133
Представлены результаты теоретического моделирования совместного влияния нелинейностей поглощательной способности и коэффициента поглощения на пространственно-временное распределение электронно-дырочной плазмы и на динамику удельного поглощенного потока в кремнии в течение действия фемтосекундного лазерного импульса. Показано, что основной вклад в изменение удельного поглощенного потока вносит увеличение поглощения горячим электронным газом. Полученные результаты сопоставлены с известными представлениями о поляритонном механизме, которые используются для интерпретации фемтосекундного лазерного микроструктурирования кремния. Показана необходимость учета динамики поглощательной способности при оценках режимов ультракороткой лазерной обработки полупроводников.
137
Рассматривается механизм микроструктурирования системы SiO2/Si при облучении импульсным волоконным лазером ИЛИ-1-50 с применением режима сканирования лазерного пучка. Приведены результаты микроструктурирования при такой мощности излучения, когда происходит локальное плавление – кристаллизация кремния, но не разрушается пленка SiO2. Показано, что при малых дозах облучения (облучение в сходящихся лучах лазера) плавление кремния локализуется на поверхности кремния на структурных дефектах, в частности, в местах выхода на поверхность дислокаций, генерируемых лазерным облучением. Показано, что с ростом дозы облучения вначале происходит увеличение площади областей расплава, затем – смыкание этих областей и образование протяженных узких «каналов» расплава. При этом пленка SiO2 приобретает морфологию структурированной поверхности кремния.
143
Методом сканирующей зондовой микроскопии исследованы поверхности оксидных пленок алюминия. Изучены электрические параметры процесса анодирования различных образцов алюминия для получения структурированного окисла. Произведено исследование топографии поверхностной структуры оксидных пленок на сканирующем зондовом микроскопе NTegra Aura.

ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

147
Приводятся результаты экспериментального исследования влияния шероховатости поверхности на усилие распрессовки прессовых соединений с использованием непараметрических критериев оценки и контроля микрогеометрии поверхностей. Разработана методика, позволяющая определить лучшую из возможных в конкретных производственных условиях шероховатость поверхности, обеспечивающую необходимое усилие распрессовки соединений.

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

МЕТОДИКА АНАЛИЗА АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Сухопаров М. Е., Соловьев И. Н., Лебедев И. С., Комаров И. И.
151
Предложен метод анализа архитектуры системы защиты информации на основе типовых элементов. Подход основан на использовании вероятностных характеристик типовых элементов защиты, учитывает поток событий для одного типового элемента системы защиты информации, что позволяет производить сравнительный анализ и обоснование выбора архитектуры на ранних этапах жизненного цикла. Приведен пример анализа архитектуры системы.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

155
В работе освещены методические аспекты автоматического выбора параметров при составлении типовых заданий по математике. Как следствие, сформулированы необходимые с точки зрения математика-методиста требования к обеспечивающей автоматизацию технической системе. Рассмотренный подход может использоваться в других дисциплинах, допускающих аналогичную формализацию контрольно-измерительных материалов.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

158
Исследованы процессы разрушения серебряных наночастиц в фото-термо-рефрактивных стеклах при облучении импульсным лазером (532 нм) наносекундной длительности в зависимости от дозы облучения. Показано, что под действием лазерного излучения происходит фотофрагментация наночастиц серебра с образованием серебряных кластеров, а также фотоионизация нейтральных атомов серебра c переходом их в ионное состояние.
159
Приведены результаты работ по созданию экспериментального образца оптико-электронного комплекса, предназначенного для оценки степени обогатимости руд твердых полезных ископаемых оптическим методом.
ОРГАНИЗАЦИЯ БИБЛИОТЕК В ALTIUM DESIGNER Кузнецова О. В., Романова Е. Б.
160
Описана структура библиотек в Altium Designer. Предложены подходы к именованию составляющих библиотеки электронных компонентов – условно-графических обозначений и посадочных мест. Описаны достоинства применения рекомендуемых подходов.
ПРИМЕНЕНИЕ ГИПЕРСПИСКОВ В РАЗРАБОТКЕ ВЕБ-ПОРТАЛА Бессмертный И. А., Пономарева Е. П.
162
Описывается опыт применения механизма гиперсписков инструментальной платформы MS Sharepoint для построения корпоративного веб-портала. Особенностью предлагаемого подхода является хранение в гиперсписках не только контента веб-портала, но и конфигурационных данных, что существенно упрощает сопровождение веб-портала.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика