Статья: Исследование возможностей улучшения динамического диапазона регистрируемой интенсивности лазерного излучения в методе дифференциального рассеяния (2025)

Изучены фронтальные картины проводящих слоев на поверхности сапфировых растров с золотыми дорожками и планарные изменения проводящих слоев в процессе прогрева. Локально нанесенные на поверхность сапфировых пластин припои двух типов изучались в процессе 4-х часовых прогревов в открытой атмосфере с поэтапным повышением температуры от 90 C до 140 C. В качестве припоев использовались однокомпонентный (In) и трехкомпонентный (In-Ag-Au) сплавы. Оба типа припоя (In и In-Ag-Au) показали растекание по золоту, возрастающее с повышением температуры прогрева, причем припой второго типа показал растекание в значительно большей степени. Выявлены особенности картин растекания для каждого типа припоя и определены энергии активации процесса трансформации в каждом температурном интервале. Изучен элементный состав характерных участков растекания, предложена интерпретация полученных результатов.

Показано, что высокомолекулярные нефтяные материалы, к которым относятся концентраты смолисто-асфальтеновых веществ – битуминозные вещества, асфальты, нефтяные смолы, пеки и т. д. обладают особыми свойствами. Для таких материалов характерны сопряженные фазовые переходы «диэлектрик-полупроводник» и «диамагнетик-парамагнетик» при температурах выше точки размягчения (стеклования). По совокупности магнитоэлектрических и реологических свойств можно предположить, что рассматриваемые системы являются фрустрированными парамагнитными органическими спиновыми стеклами. Результаты эксперимента, проведенного с образцом нефтяного асфальта, являются доказательством подобных эффектов. Данные ЭПР показывают, что при нагревании образца асфальта происходит увеличение концентрации парамагнитных центров с одновременным возрастанием электрической проводимости, что свиде-тельствует о фазовом переходе «диэлектрик-полупроводник», который сопряжён с ростом количества парамагнитной фазы. Рассчитаны энергия активации проводимости (2,56 эВ) и активации вязкости образца асфальта (0,95 эВ). Подобное изменение электрофизических и магнитных свойств исследуемых материалов свидетельствуют о возможности их применения как материалов с широким диапазоном электропроводящих и магнитных свойств

Исследовано влияние толщины затравочного слоя аморфного германия на процесс золото-индуцированной кристаллизации пленок германия. Эксперименты проводились на подложках из кварцевого стекла и монокристаллического кремния с использованием метода магнетронного распыления для осаждения слоев аморфного германия и золота. Образцы подвергались высоковакуумному отжигу при температурах от 260 до 300 C в течение 20–60 часов. Методами сканирующей электрон-ной микроскопии (SEM), спектроскопии комбинационного рассеяния света (Raman) и рентгенофазового анализа (XRD) изучены морфология, кристаллическая структура и фазовый состав пленок. Результаты показали, что толщина затравочного слоя a аморфного германия существенно влияет на кинетику кристаллизации и размер кристаллитов германия. Образцы с более тонким затравочным слоем (4 нм) демонстрируют более высокую плотность зародышеобразования, в то время как увеличение толщины затравочного слоя (до 10 нм) способствует увеличению раз-мера кристаллитов. Полученные данные подтверждают, что золото-индуцированная кристаллизация позволяет контролировать структуру и свойства поликристаллического германия, что делает его перспективным материалом для применения в микроэлектронике и оптоэлектронике.

Исследованы морфология поверхности и спектры пропускания гетероэпитаксиаль-ных структур (ГЭС) на основе тройного раствора кадмий-ртуть-теллур (КРТ, CdHgTe), выращенных методами молекулярно-лучевой (МЛЭ) и жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ), и предназначенных для изготовления фотоприемных устройств (ФПУ) длинноволнового ИК диапазона спектра (8–12 мкм). Исследована неоднородность спектральных характеристик чувствительности отдельных фоточувствительных элементов (ФЧЭ) в линейках многорядной матрицы, сформированной в ГЭС КРТ, выращенной методом ЖФЭ. Матрицы ФЧЭ (МФЧЭ) должны иметь малый разброс граничной длины волны и однородные спектральные характеристики чувствительности, что достигается уменьшением неоднородности мольной доли х рабочего поглощающего слоя из CdHgTe до значений менее 0,1 % по площади пластин ГЭС КРТ.

Исследовались параметры источников и приемников оптического излучения, созданных на базе гетероэпитаксиальных структур Ge/Si как элементов опто-электронных пар. Для сформированных по единой технологии структур с Ge(Si) наноостровками пики интенсивности в спектрах люминесценции и фоточувствительности отличались по длине волны, что обусловлено особенностями зонной структуры. Показана возможность использования в оптоэлектронных парах структур с массивами самоформирующихся наноостровков Ge(Si) как источников, так и приемников оптического излучения. В оптоэлектронных парах наряду со структурами с наноостровками Ge(Si) опробованы структуры p+-Si/n-Si: Er/n+-Si в качестве источников излучения и эпитаксиальные структуры Ge/Si в качестве фотоприемных устройств. Для различных сочетаний активных элементов был зарегистрирован оптопарный эффект с коэффициентом передачи K в диапазоне 10-5–10-6.

Рассмотрены особенности дискретизации функции рассеяния точки (ФРТ) при тепловой пеленгации целей с малыми угловыми размерами. Цель работы состояла в определении характеристик пеленгации удаленных тепловых объектов при использовании оптико-электронного канала с микроболометрическим ФПУ. В качестве примера проведено рассмотрение характеристик дискретизации при использовании ФПУ с микроболометрическим матричным детектором формата 640480 с шагом элементов 17 мкм при учёте топологии чувствительных областей, преобразующих тепловое излучение. Анализ трансформации функции рассеяния точки при изменении положения кружка рассеяния объектива относительно пикселей детектора проведен для зеркально-линзового объектива с фокусным расстоянием 100 мм (F/1,0), оптимизированного на спектральный диапазон 814 мкм

Процессы излучения и поглощения микро- и наночастицами рассчитываются с помощью формализма модовой теории излучений с использованием зависимости добротности электрически малых радиоантенн от их относительных (по отношению к длине излучаемой волны) размеров. Рассмотрено формирование радианной сферы, заполненной эванесцентными волнами (ТЕ, ТМ), вокруг поверхности излучающей частицы. Эти волны не излучаются в свободное пространство и представляют собой колебания электрических и магнитных полей на частотах ν < c/cutoff (например, для сферической частицы cutoff = 2,221D, где D – диаметр). Для излучений на длинах волн больших cutoff, частица перестает быть эффективной антенной. У таких частиц роль излучающих в дальнюю зону антенн выполняют окружающие их радианные сферы. Частицы, размеры которых больше излучаемых длин волн, сами являются эффективными антеннами. С помощью предложенной методики проведены расчеты мощностей и коэффициентов излучений микронных и нанометровых частиц.