На пути к формированию оптической шкалы времени во ВНИИФТРИ

Д. В. Сутырин, А. Ю. Грибов, Р. И. Балаев, А. А. Горохина, В. Г. Пальчиков, А. Н. Малимон, С. Н. Слюсарев

  • Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, п. Менделеево, Московская обл.
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Представлена обновленная цепь преобразования частоты оптического стандарта на ультрахолодных атомах 87Sr с целью ее сравнения с частотой микроволновых стандартов из состава Государственного первичного эталона времени и частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2018. Приведены и проанализированы результаты соответствующих экспериментов. Описан аппаратный комплекс воспроизведения и хранения единиц времени, частоты и национальной шкалы времени первичного эталона, в который включен оптический стандарт на атомах стронция и микроволновые стандарты нового поколения, а также определен порядок формирования атомной шкалы времени с участием оптических стандартов.
Ключевые слова: оптический стандарт частоты, шкала времени, ультрахолодные атомы.
Поступила в редакцию: 03.03.2022
Исправленный вариант: 22.04.2022
Принята в печать:22.04.2022
Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2022, 52:6, 498–504
Образец цитирования: Д. В. Сутырин, А. Ю. Грибов, Р. И. Балаев, А. А. Горохина, В. Г. Пальчиков, А. Н. Малимон, С. Н. Слюсарев, “На пути к формированию оптической шкалы времени во ВНИИФТРИ”, Квантовая электроника, 52:6 (2022), 498–504 [Quantum Electron., 52:6 (2022), 498–504]

Конференция по физике ультрахолодных атомов в России – новый шаг к углублению международного сотрудничества

Н. Н. Колачевский, И. И. Рябцев, А. В. Тайченачев

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
  • Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Долгопрудный, Московская обл.
  • Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск
  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
Аннотация: В конце декабря 2021 г. в онлайн-формате прошла ежегодная, пятнадцатая по счету, Всероссийская конференция «Физика ультрахолодных атомов», в работе которой принимали участие ученые из других стран. За прошедшие годы эта конференция кардинально изменилась: из однодневного рабочего совещания участников интеграционных проектов СО РАН, на котором подводились итоги года, она превратилась в полномасштабную Всероссийскую конференцию с широким географическим, от Владивостока до Воронежа, охватом участников. Зарубежные ученые также принимали деятельное участие в работе конференции, однако до последнего времени это были русскоговорящие докладчики, поэтому русский язык оставался рабочим языком конференции. В 2021 г. был сделан важный шаг по ее переходу к полноценному международному формату. Рабочими языками стали русский и английский, и с целью повышения уровня и значимости конференции, а также углубления международного сотрудничества в данной области физики был приглашен ряд зарубежных докладчиков.
Поступила в редакцию: 24.05.2022
Принята в печать:24.05.2022
Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2022, 52:6, 497
Образец цитирования: Н. Н. Колачевский, И. И. Рябцев, А. В. Тайченачев, “Конференция по физике ультрахолодных атомов в России – новый шаг к углублению международного сотрудничества”, Квантовая электроника, 52:6 (2022), 497 [Quantum Electron., 52:6 (2022), 497]

Широкополосный акустооптический сдвигатель частоты лазерного излучения с волоконными вводами

М. М. Мазур, Л. И. Мазур, А. В. Рябинин, В. Н. Шорин

  • ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений», п. Менделеево, Московская обл.
Аннотация: Разработан и исследован двухкристальный акустооптический сдвигатель частоты лазерного излучения с волоконными вводами. Выбрана оптимальная конфигурация акустооптических ячеек. Описан двухкристальный акустооптический сдвигатель частоты лазерного излучения с длиной волны 785 нм на величину от 156 до 196 МГц с оптическими одномодовыми поддерживающими поляризацию волокнами на входе и на выходе. Даны рекомендации по способам увеличения коэффициента передачи и диапазона сдвига частоты.
Ключевые слова: сдвиг частоты лазерного излучения, акустооптическое взаимодействие, волоконный ввод излучения, анизотропная дифракция.
Поступила в редакцию: 13.05.2020
Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2020, 50:10, 954–956
Образец цитирования: М. М. Мазур, Л. И. Мазур, А. В. Рябинин, В. Н. Шорин, “Широкополосный акустооптический сдвигатель частоты лазерного излучения с волоконными вводами”, Квантовая электроника, 50:10 (2020), 954–956 [Quantum Electron., 50:10 (2020), 954–956]

Моделирование предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun-световоде

И. Л. Ловчий

  • Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения, Россия, Сосновый Бор
Аннотация: Представлены результаты численного моделирования предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на основе spun-световода. Описана методика моделирования параметров датчика. С использованием формализма сферы Пуанкаре анализируются траектория изменения состояния поляризации и эффективность накопления магнитооптического отклика датчика вдоль световода. Представлены основные характеристики датчика, зависящие от поляризационных параметров световода: начальная чувствительность, рабочий диапазон измерений и его симметричность относительно нулевого значения тока, форма кривой отклика датчика в диапазоне измерений. Описаны условия коррекции – линеаризации отклика датчика изгибным двулучепреломлением. Промоделировано влияние ширины спектра источника излучения на отклик датчика.
Ключевые слова: поляриметрический волоконно-оптический датчик тока, spun-световод, сфера Пуанкаре, состояние поляризации, чувствительность, диапазон измерений, коррекция отклика датчика.
Поступила в редакцию: 12.12.2021
Исправленный вариант: 09.06.2022
Образец цитирования: И. Л. Ловчий, “Моделирование предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun-световоде”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 764–774

Некоторые особенности краевого излучения кристаллов ZnO, выращенных на кремниевых вискерах

Ч. М. Брискина, В. М. Маркушев, Л. А. Задорожная, М. Е. Гиваргизов, В. Н. Яшков, И. С. Волчков, В. М. Каневский

  • Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Москва
  • Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова, Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук
Аннотация: Проанализирован при комнатной температуре характер краевого излучения нанокристаллов ZnO, сформированных на кремниевых подложках с вискерами. Исследовались спектральные особенности излучения ZnO, выращенного как непосредственно на вискерах, так и на подложке без вискеров, а также ZnO, выращенного на кремниевых вискерах с золотыми глобулами на их вершинах. Анализ результатов показал, что в случае роста ZnO на вискерах значительный вклад в спектр люминесценции нанокристаллов вносит фононное повторение излучения свободных экситонов, при этом доминирует однородное уширение. Сравнение интенсивностей краевого излучения в образцах с золотом и без него показало, что использование золота усиливает излучение приблизительно в три раза
Ключевые слова: ZnO, нанокристаллы, кремниевые вискеры, золото, фотолюминесценция, краевое излучение, экситоны.

Поступила в редакцию: 15.04.2022

Образец цитирования: Ч. М. Брискина, В. М. Маркушев, Л. А. Задорожная, М. Е. Гиваргизов, В. Н. Яшков, И. С. Волчков, В. М. Каневский, “Некоторые особенности краевого излучения кристаллов ZnO, выращенных на кремниевых вискерах”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 676–680

Скачать (pdf)

Pin-фотодиод на основе InGaAs/InP для фотоприемных устройств систем импульсной лазерной дальнометрии

А. А. Короннов, Н. Ф. Салова, М. М. Землянов, А. В. Гринин, А. Е. Сафутин, Е. В. Кузнецов, М. А. Ладугин, М. Ю. Кузнецов, Н. Н. Брагин, А. В. Мамин

  • НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха, г. Москва
  • Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г.Разумовского
Аннотация: На основе эпитаксиальной структуры InGaAs/InP разработан и создан мезафотодиод с входом излучения через подложку и диаметром чувствительной области 150 мкм. Предпочтительность использования данного фотодиода в фотоприемных устройствах систем дальнометрирования обусловлена его конструкцией, которая исключает фотогенерацию носителей за пределами чувствительной площадки приемника и дает возможность с помощью высокоэнергетических дальномеров проводить измерения дистанции в ближней зоне при наличии помехи обратного рассеяния. Разработанный фотодиод при напряжении обратного смещения 5 В обладает темновым током не более 2 нА, емкостью не более 1.2 пФ и чувствительностью 0.55 А/Вт на длине волны λ = 1.064 мкм. На основе разработанного фотодиода создано малогабаритное фотоприемное устройство для систем импульсной лазерной дальнометрии, имеющее на λ = 1.064 мкм пороговую чувствительность менее 65 нВт для длительности импульса регистрируемого лазерного излучения 10 нс при вероятности правильного обнаружения 0.5 и показателе FAR = 1 × 10–3.
Ключевые слова: фотоприемное устройство, импульсный лазерный дальномер, мезафотодиод, pin-фотодиод, фотодиод с обратной засветкой
Поступила в редакцию: 04.03.2022
Исправленный вариант: 03.05.2022
Образец цитирования: А. А. Короннов, Н. Ф. Салова, М. М. Землянов, А. В. Гринин, А. Е. Сафутин, Е. В. Кузнецов, М. А. Ладугин, М. Ю. Кузнецов, Н. Н. Брагин, А. В. Мамин, “Pin-фотодиод на основе InGaAs/InP для фотоприемных устройств систем импульсной лазерной дальнометрии”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 671–675

О возможности измерения асимметрии распределения эритроцитов по размерам методом лазерной дифрактометрии мазка крови

С. Ю. Никитин, Е. Г. Цыбров, М. С. Лебедева, А. Е. Луговцов, А. В. Приезжев

  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики
Аннотация: Предложен алгоритм измерения параметров распределения эритроцитов по размерам на основе данных лазерной дифрактометрии мазка крови. Алгоритм предназначен для измерения среднего размера эритроцитов, ширины и асимметрии их распределения по размерам. Входными данными для алгоритма являются характеристики углового распределения интенсивности света в дифракционной картине, возникающей при рассеянии лазерного пучка на мазке крови. Методом численного эксперимента оценены точность и область применимости алгоритма.
Ключевые слова: рассеяние света, лазерная дифрактометрия, алгоритмы обработки данных, распределение эритроцитов по размерам, асимметрии распределения.
Поступила в редакцию: 25.04.2022
Образец цитирования: С. Ю. Никитин, Е. Г. Цыбров, М. С. Лебедева, А. Е. Луговцов, А. В. Приезжев, “О возможности измерения асимметрии распределения эритроцитов по размерам методом лазерной дифрактометрии мазка крови”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 664–670

Акустооптические сдвигатели частоты лазерного излучения с большим углом между прямым и дифрагированным лучами

М. М. Мазур, Л. И. Мазур, В. Н. Шорин, А. В. Апрелев

  • Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, п. Менделеево, Московская обл.
Аннотация: Проведен анализ динамических характеристик систем адаптивной оптики, работающих с излучением, прошедшим сквозь турбулентную атмосферу, на основе аналитических расчетов параметра Штреля с использованием теории распространения оптических волн в случайно-неоднородных средах и модели активного зеркала-корректора. Традиционная система адаптивной оптики с конечным временем срабатывания описана как динамическая система с постоянным запаздыванием. Получено выражение, связывающее все важнейшие параметры системы: погрешность и частоту работы датчика волнового фронта, размер апертуры оптической системы, параметры атмосферы (параметр Фрида и скорость ветра) – с достижимой величиной параметра Штреля. Подтверждено, что в такой системе допустимая временная задержка сравнима со временем переноса турбулентных неоднородностей на расстояние порядка радиуса когерентности при средней скорости ветра. Проанализированы различия между открытым и замкнутым контурами в системах слежения адаптивной оптики. Показана возможность применения »прогнозирующего» алгоритма для адаптивной коррекции
Ключевые слова: адаптивная оптика, турбулентная атмосфера, активное зеркало-корректор, параметр Штреля.

Поступила в редакцию: 26.02.2022
Исправленный вариант: 21.04.2022

Образец цитирования: В. П. Лукин, “Требования к динамическим характеристикам систем адаптивной оптики”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 652–660

 

Скачать (pdf)

Требования к динамическим характеристикам систем адаптивной оптики

В. П. Лукин

  • Институт оптики атмосферы СО РАН, г. Томск
Аннотация: Проведен анализ динамических характеристик систем адаптивной оптики, работающих с излучением, прошедшим сквозь турбулентную атмосферу, на основе аналитических расчетов параметра Штреля с использованием теории распространения оптических волн в случайно-неоднородных средах и модели активного зеркала-корректора. Традиционная система адаптивной оптики с конечным временем срабатывания описана как динамическая система с постоянным запаздыванием. Получено выражение, связывающее все важнейшие параметры системы: погрешность и частоту работы датчика волнового фронта, размер апертуры оптической системы, параметры атмосферы (параметр Фрида и скорость ветра) – с достижимой величиной параметра Штреля. Подтверждено, что в такой системе допустимая временная задержка сравнима со временем переноса турбулентных неоднородностей на расстояние порядка радиуса когерентности при средней скорости ветра. Проанализированы различия между открытым и замкнутым контурами в системах слежения адаптивной оптики. Показана возможность применения »прогнозирующего» алгоритма для адаптивной коррекции.
Ключевые слова: адаптивная оптика, турбулентная атмосфера, активное зеркало-корректор, параметр Штреля
Поступила в редакцию: 26.02.2022
Исправленный вариант: 21.04.2022
Образец цитирования: В. П. Лукин, “Требования к динамическим характеристикам систем адаптивной оптики”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 652–660

Оптимизация фокусировки света мезоволновыми фазовыми пластинками Френеля с наклонным профилем зон

Ю. Э. Гейнц, Е. К. Панина

  • Институт оптики атмосферы СО РАН, г. Томск
Аннотация: Представлены результаты численного моделирования фокусировки оптического излучения фазовой зонной пластинкой Френеля (ЗП) мезоволнового размера с зонами, имеющими наклонный профиль. С целью выявления закономерностей формирования пространственной структуры фокуса проведены расчеты оптического поля при дифракции монохроматической оптической волны на одиночной ЗП и на массиве идентичных пластинок. Показано, что параметры фокальной области (интенсивность, продольный и поперечные размеры, фокальная дистанция) оказываются чувствительными к углу наклона кольцевых зон ЗП. Путем изменения наклона граней оказалось возможным оптимизировать фокусировку и добиться значительного повышения фокальной интенсивности (до 40 %) по отношению к бинарной ЗП
Ключевые слова: зонная пластинка Френеля, ближнепольная фокусировка света.
Поступила в редакцию: 22.02.2022
Исправленный вариант: 25.04.2022
Образец цитирования: Ю. Э. Гейнц, Е. К. Панина, “Оптимизация фокусировки света мезоволновыми фазовыми пластинками Френеля с наклонным профилем зон”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 645–651