Том 55 № 2 2019 (МАРТ – АПРЕЛЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
К 80-летию В. К. Малиновского
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРО- И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
1. Заверткин П. С., Ивлюшкин Д. В., Машковцев М. Р., Николенко А. Д., Сутормина С. А., Чхало Н. И. Широкодиапазонный монохроматор вакуумного ультрафиолетового и мягкого рентгеновского диапазонов для метрологической станции синхротронного излучения
Аннотация:
Представлен монохроматор метрологической станции синхротронного излучения «Космос». Приведены результаты тестирования монохроматора в поддиапазоне энергий 2000–6000 эВ с использованием кристаллов Si(111). Получено спектральное разрешение на уровне ∆E/E = 10−4. Описана методика проверки спектральной чистоты полученного монохроматического излучения. Отмечена возможность использования монохроматора для спектроскопических измерений в указанном поддиапазоне.
Страницы: 5-13
DOI: 10.15372/AUT20190201
2. Генцелев А. Н., Кузнецов С. А., Дульцев Ф. Н., Гольденберг Б. Г., Зелинский А. Г., Кондратьев В. И., Таныгина Д. С. Реализация терагерцовых фильтров высоких частот на основе цельнометаллических микроструктур с использованием глубокой рентгенолитографии
Аннотация:
Описывается методика создания квазиоптических фильтров высоких частот терагерцового диапазона на базе толстых (толщиной до 1 мм) самонесущих медных микроструктур субволновой топологии. Методика основана на рентгенолитографическом формировании высокоаспектной резистивной маски из рентгенорезиста SU-8 на кремниевой подложке с использованием вольфрамового рентгеношаблона и последующим гальваническим выращиванием медного слоя через резистивную маску. Рассмотрен пример структуры толщиной 212 мкм с частотой отсечки 0,42 ТГц, имеющей топологию гексагонально упакованных отверстий шестиугольной формы. Представлены результаты широкополосной ТГц-характеризации полученной структуры и её электродинамического анализа.
Страницы: 14-27
DOI: 10.15372/AUT20190202
3. Золотов Д. А., Асадчиков В. Е., Бузмаков А. В., Дьячкова И. Г., Кривоносов Ю. С., Чуховский Ф. Н., Суворов Э. В. Рентгеновская дифракционная томография с применением лабораторных источников для исследования одиночных дислокаций в слабопоглощающем монокристалле кремния
Аннотация:
Работа продолжает цикл исследований по развитию метода рентгеновской дифракционной томографии с использованием лабораторного оборудования. В результате тестирования степени чувствительности рентгеновского дифрактометра получены результаты исследования пространственного расположения одиночной полигональной дислокационной полупетли в монокристалле кремния. Проведено их сравнение с экспериментальными данными с высоким пространственным разрешением, полученными на синхротронном источнике излучения ESRF (European Synchrotron Radiation Facility). Представлены методики эксперимента и программно-аппаратного обеспечения для трёхмерной реконструкции исследуемого единичного дефекта полигональной дислокационной полупетли.
Страницы: 28-35
DOI: 10.15372/AUT20190203
4. Куц О. А., Старенченко С. В., Соловьева Ю. В., Старенченко В. А., Пилюгин В. П., Анчаров А. И. Исследование структуры монокристалла Ni3Al после интенсивной пластической деформации
Аннотация:
Проведено рентгенодифракционное исследование монокристаллов сплава Ni3Al, упорядоченных по типу L12 с использованием синхротронного излучения. Изучена ультрамелкозернистая структура, полученная в результате интенсивной деформации. В исходном состоянии упорядоченный монокристалл ориентирован вдоль оси сжатия [211]. Наряду с упорядоченной фазой присутствует небольшая доля разупорядоченного кристалла, ориентированного вдоль оси [100]. Сжатие образцов и последующее скручивание на разные углы привело к нарушению монокристалличности образца, изменению состояния упорядоченности вплоть до исчезновения сверхструктуры L12.
Страницы: 36-41
DOI: 10.15372/AUT20190204
5. Ингачева А. С., Бузмаков А. В. Методы предобработки томографических изображений с учётом термической нестабильности рентгеновской трубки
Аннотация:
Для правильной численной интерпретации результатов томографического эксперимента, т. е. оценки коэффициентов ослабления исследуемого объекта, важно уметь получать реконструкции высокого качества, которое напрямую зависит от работы с зарегистрированными во время эксперимента данными. Взаимодействие с данными начинается с их подготовки к применению алгоритма реконструкции. Обязательная обработка данных состоит из вычета темнового тока, нормирования на «пустой» пучок и логарифмирования. Однако на практике такой обработки для получения качественной реконструкции недостаточно, поскольку экспериментальные данные зачастую не соответствуют теоретическим идеальным, заложенным в модель эксперимента. Полученные данные зашумлены, а во время длительных экспериментов может измениться геометрическая схема измерений. Проанализированы возможные искажения данных во время эксперимента и предложены два вида коррекции проекционных данных. Первая коррекция направлена на поправку изменения положения центра пучка рентгеновского излучения, вторая учитывает и устраняет влияние полихроматичности излучения на результат томографической реконструкции. Модельные и реальные эксперименты подтверждают работоспособность предложенных методов дополнительной обработки томографических данных. Выставленные экспертами параметры совпадают с предложенными параметрами в 90 % случаев.
Страницы: 42-53
DOI: 10.15372/AUT20190205
6. Агафонов А. Н., Князев Б. А., Павельев В. С., Ахметова Э. И., Платонов В. И. Элементы силовой отражающей оптики терагерцового диапазона с поверхностью свободной формы
Аннотация:
С помощью технологии микрофрезерования созданы и экспериментально исследованы силовые отражающие оптические элементы терагерцового диапазона c поверхностями свободной формы. Результаты экспериментального исследования находятся в хорошем соответствии с теоретическими оценками. Показано, что использованная в работе методика позволяет создавать фокусирующие отражающие элементы терагерцового диапазона с энергетической эффективностью свыше 94 %.
Страницы: 54-60
DOI: 10.15372/AUT20190206
7. Косцов Э. Г., Соколов А. А. Гигагерцовый MEMS-генератор тактовой частоты
Аннотация:
В современной микроэлектронике интенсивно развивающимся сектором являются микроэлектромеханические системы (MEMS — MicroElectroMechanical Systems). Рассматриваются вопросы создания нового MEMS-генератора тактовой частоты, способного функционировать на гигагерцовых частотах. Проведён анализ основных закономерностей возникновения и поддержания вынужденных колебаний подвижного электрода под действием сил электростатики. Показана возможность поддержания таких колебаний в условиях высоких инерциальных перегрузок (до 106 g и более). Создана математическая модель микроосциллятора, описаны основные режимы его функционирования.
Страницы: 61-69
DOI: 10.15372/AUT20190207
8. Новоселов А. Р., Алдохин П. А., Маточкин А. Е., Добровольский П. П., Шатунов К. П. Оперативные методы контроля формы поверхностей компонент фотоприёмников flip-chip ИК-диапазона
Аннотация:
Исследована возможность применения автоколлимационного и интерференционного методов для неразрушающего оперативного контроля формы поверхностей фотоприёмников, чувствительных в инфракрасном диапазоне спектра и изготовленных путём гибридизации компонент (технология flip-chip). Методы позволяют контролировать формы поверхностей и стрелки прогиба. Этими методами были исследованы: формы поверхностей фрагментов кремниевых приборных пластин и матриц фоточувствительных элементов на подложках GaAs, формы поверхностей фотоприёмников на разных стадиях разрушения и в процессе термоциклирования.
Страницы: 70-80
DOI: 10.15372/AUT20190208
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
9. Вяткин С. И., Долговесов Б. С. Комбинированный метод визуализации функционально заданных поверхностей и трёхмерных текстур
Аннотация:
Предложен комбинированный метод визуализации объектов на основе аналитических и скалярных функций возмущения и трёхмерных текстур с применением графических процессоров. Для отображения рельефа и смены уровней детальности используется тот же механизм, что и для текстуры цвета, а для рассеянного света — вершинные шейдеры. Описывается метод визуализации объёмных облаков в реальном времени. Для этого предлагается формировать трёхмерные текстуры с использованием предварительной обработки структуры облака и объёмно-ориентированной визуализации.
Страницы: 81-91
DOI: 10.15372/AUT20190209
10. Першина Ж. С., Каздорф С. Я., Лопота А. В. Методы визуальной навигации мобильного робота и построения картографических моделей внешней среды
Аннотация:
Рассмотрены современные методы визуальной навигации мобильного робота. Предложена иерархическая структура представления окружающего пространства, соответствующая иерархической организации системы управления мобильного робота. Представлены современные подходы к построению картографических моделей. Их развитие позволит приблизить систему навигации к той, которая реализуется интеллектом человека и объединяет зрение и семантическое представление о мире в рамках когнитивных карт.
Страницы: 92-102
DOI: 10.15372/AUT20190210
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
11. Лях Т. В., Зюбин В. Е., Гаранина Н. О. Автоматическая верификация алгоритмов управления в киберфизических системах на программных имитаторах
Аннотация:
Решается задача автоматической верификации алгоритмов управления, созданных средствами процесс-ориентированного программирования для киберфизических систем. Предлагается метод на основе программных имитаторов объекта управления и описывается его реализация на базе пакета LabVIEW и транслятора языка Reflex.
Страницы: 103-113
DOI: 10.15372/AUT20190211
12. Розов А. С., Зюбин В. Е. Адаптация процесс-ориентированного подхода к разработке встраиваемых микроконтроллерных систем
Аннотация:
Представлено описание адаптации процесс-ориентированного подхода к программированию микроконтроллеров во встраиваемых системах. Проведён анализ специфики алгоритмов управления и особенностей программирования микроконтроллеров. Предложена математическая модель алгоритма управления, предусматривающая механизм описания прерываний микроконтроллера в виде гиперпроцессов, и приведена её динамическая семантика. Разработанная модель предоставляет понятийный аппарат для создания специализированных языков процесс-ориентированного программирования встраиваемых систем.
Страницы: 114-122
DOI: 10.15372/AUT20190212
13. Абдуракипов С. С., Токарев М. П., Первунин К. С., Дулин В. М. Моделирование характеристик тонального шума методами машинного обучения при обтекании гидропрофиля
Аннотация:
Апробирован метод машинного обучения для моделирования характеристик тонального шума, возникающего при обтекании гидропрофиля. На основе данных эксперимента проведены исследования математических моделей регрессии амплитуды давления и моделей классификации режимов c высоким уровнем тонального шума от безразмерных параметров обтекания. Протестированы различные семейства алгоритмов: от линейных до нейросетевых. Показано, что реализованная модель градиентного бустинга с коэффициентом детерминации (95 %) является наиболее точной для описания спектральных кривых акустического давления на всём интервале значений амплитуд и характерных частот.
Страницы: 123-131
DOI: 10.15372/AUT20190213
