Розроблено систему автоматизованої діагностики геометричних параметрів залізничних рейок, що базується на використанні засобів технічного зору. Проаналізовано актуальні проблеми застосування лазерно-телевізійних сенсорних систем для вимірювання геометричних параметрів залізничних рейок. Оптимізовано співвідношення сигнал - шум у процесі реєстрації відеосигналу, що містить початкові дані про геометричні параметри рейки. Розроблено швидкі алгоритми обробки зображень для виявлення контуру світлового сліду, що повторює рельєф поверхні рейок. Запропоновано методику ідентифікації парамтерів сенсорної системи, яка дозволяє виконувати калібрування оптичних блоків за умов організації, що експлуатує систему. Автоматизовано процес порівняння виміряних профілів рейок з еталоном за умов дії випадкових перешкод, які впливають на взаємне положення оптичних блоків і рейок. Розроблено апаратні та програмні засоби двоканальної лазерно-телевізійної сенсорної системи, призначеної для автоматичної реєстрації геометричних параметрів залізничних рейок. Досліджено характеристики точності та надійності сенсорної системи за умов магістральних залізниць.

  Скачати повний текст

Установлено, що керуюча інформаційна система з пропускною здатністю, меншою за потік вхідної інформації, може забезпечити управління об'єктом. Розроблено метод стискування зображень у реальному часі процесу управління, який полягає у розпізнаванні інформативних ознак попередньо спрощеного зображення і наступній обробці інформативних зон та метод обробки зображень - сегментації зображення на скінченну кількість класів і подальше оперування з ознаками (маркерами) класу, які містять інформацію про об'єкт, що зберігається у базі знань. Обгрунтовано, що пропускна здатність каналу претворення не може бути меншою за різницю ємності перетвореного зображення та ємності бази знань. Наведено швидкодійні алгоритми обробки інформаційних масивів, які передбачають розпаралелювання обчислень зворотних матриць та дають змогу визначити контури зображень. Розвинуто алгоритми стискування зображень у системах діагностики зі складним фоном, який полягає в обробці тільки змінних інформаційних фрагментів. Запропоновано інструментальні засоби обробки первинної інформації матричних приймачів випромінювання, який передбачає управління діагональним переміщенням матриці на половину кроку розташування чуттєвих елементів синхронно до частоти зміни напівкадрів з інтерполяційним формуванням проміжних даних. Розвинуто методи ізотропної обробки первинних зображень для підвищення надійності та вірогідності визначення інформаційних ознак шляхом підвищення симетричності спектральної характеристики завдяки діагональному розміщенню чуттєвих елементів у фокальній площині. Запропоновано методи моделювання хвильового фронту інтенсивного випромінювання з інтерполяцією за формулою Пуассона та використанням експериментальних значень інформаційних ознак, які одержуються від системи, та нахилу хвильового фронту на зрізі апертури коректора. Проведено моделювання специфічних крайових ефектів у разі проходження інтенсивних лазерних потоків крізь діафрагми, що відрізняється від відомого представленням джерела випромінювання експонентною функцією Гріна. Розвинуто моделювання корекції амплітудних спотворень профілю пучка випромінювання, що передбачає врахування фазових спотворень хвильового фронту випромінювача. Розроблено модель взаємодії інтенсивного лазерного випромінювання з прийомним електродом, яка враховує неоднорідності поверхневого шару електроду.

  Скачати повний текст

Розроблено високоточні та швидкодіючі електронні вимірювальні перетворювачі для лазерних далекомірів. Запропоновно і розглянуто нову двопорогову схему фіксатора часового положення імпульсного сигналу (ФЧПІ) зі слідкувальним порогом з корекцією похибок, обумовлених зміною амплітуди та форми вимірювального сигналу, оцінено її метрологічні характеристики. Розглянуто методи корекції похибок перетворювача часового інтервалу (ПЧІ) в амплітуду напруги. Запропоновано структурні схеми імпульсних лазерних вимірювачів відстані, оптимальний алгоритм оцінки істинної дальності в фазових далекомірах з урахуванням похибок вимірювання фазових зсувів. Розроблено системи корекції систематичних похибок, обумовлених впливом гармонічної завади, застосування яких практично не збільшує випадкову похибку.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження акустичної емісії (АЕ) в напівпровідникових світовипромінювальних структурах на основі сполук GaP, GaAs та GaN за умов протікання постійного прямого електричного струму. Вивчено акустичний відгук у монокристалах GaAs та CdTe у разі дії на їх поверхню наносекундного імпульсного лазерного випромінювання. Розвинуто перспективний напрямок фізики твердого тіла, пов'язаний з використанням явища АЕ як цілеспрямованого неруйнівного тонкого методу вивчення динаміки дефектоутворення напівпровідникових структур в режимі реального часу. Вперше виявлено, що зміни в спектрі електролюмінесценції, які традиційно пов'язуються зі зміною стану точкових дефектів, корелюють з виникненням АЕ, обумовленої процесом перебудови структури матеріалу в локальних об'ємах. Встановлено межу плавлення грані (III) сполук GaAs та CdTe під час наносекундного лазерного опромінення за показником зміни амплітуди акустичного відгуку.

  Скачати повний текст

Вирішено важливу науково-технічну задачу підвищення точності інтерпретації результатів спектроскопічних вимірювань на основі розв'язання інтегрального рівняння Фредгольма першого роду. Досліджено підходи до розв'язання даної задачі на основі способу модельних прикладів з використанням дискретних ортогональних перетворень. Алгоритми розраховано на різну ширину апаратної функції спектрального приладу і можуть застосовуватися за умов неточного задання апріорної інформації, одержуваної в процесі дослідження речовини методами спектроскопії. Використання алгоритму діагоналізації матриць для розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь за допомогою дискретних ортогональних перетворень у розробленому алгоритмі первинної обробки сигналів у порівнянні з іншими алгоритмами дозволяє підвищити якість розв'язку задачі відновлення спектральних піків, що підтверджується результатами впровадження комплекса програм, який реалізує всі запропоновані алгоритми під час проведення лазерного мас-спектрометричного аналізу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально обгрунтовано можливості створення високоефективного болометричного високотемпературного надпровідника (ВТНП) багатоелементного перетворювача інфрачервоного (ІЧ) зображення з безелектродним поелементним виділенням інформації. Запропоновано та обгрунтовано організацію поелементного зчитування інформації у широкоформатній ВТНП болометричній структурі, яка б дозволила уникнути формування великої кількості електричних з'єднань з комутатором, для чого досліджено можливості формування та переміщення на її приймальній площині локальних областей, чутливих до зовнішнього випромінювання, за допомогою лазерного зонда. Теоретично оцінено граничну чутливість та просторове розрізнення ВТНП багатоелементного перетворювача ІЧ зображення з формуванням окремих елементів за допомогою лазерного зонда та дослідити фактори, які обмежують ці параметри, а також оптимізувати енергетичні та часові параметри лазерного зонда. Досліджено надпровідні властивості та шумові характеристики найбільш підходящих ВТНП матеріалів з точки зору болометричних використань та оптимізовано технологію формування приймальних структур на їх основі з метою створення діючих зразків перетворювача ІЧ зображення. Наведено методики, вимірювальні установки та проведено експериментальне дослідження детектуючих властивостей такого перетворювача ІЧ зображення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено стискання лазерних ультракоротких імпульсів (УКІ) в часовій області за допомогою чірпованих дзеркал (ЧД). Розроблено математичну модель, яка описує взаэмодію УКІ з ЧД з урахуванням попереднього чірпа індексу. Проаналізовано сттискання УКІ в часовій області за допомогою одиночного ЧД у залежності від кількості шарів ЧД. Показано, що стискання УКІ тут здійснюється аналогічно до волоконного світловода з від'ємною дисперсією. Комплексно досліджено вплив на профіль відбитого імпульсу різних негативних чинників, які спотворюють даний профіль. Встановлено умови, необхідні для утворення спектрально-обмеженого імпульсу: повна компенсація дисперсії групової затримки та дисперсії третього порядку, усунення фазових коливань, забезпечення достатньої смуги ЧД для підтримки широкого спектру УКІ. Проаналізовано стискання УКІ в парі ЧД у залежності від кількості шарів ЧД, кута падіння, стану поляризації. Синтезовано одиночне ЧД, складене з шарів нітриду кремнію та повітряних прошарків, яке забезпечує смугу великого коефіцієнту відбиття та від'ємної дисперсії від 400 до 1 200 нм. Аналіз стискання УКІ виявив, що синтезоване ЧД забезпечує стискання УКІ до 6.2 фс. Синтезовано пару комплементарних ЧД, складених з шарів нітриду кремнію та повітряних прошарків, шляхом зміни брегівської довжини хвилі без додаткової числової оптимізації. Ця пара ЧД забезпечує зменшення амплітуди коливань ДГЗ удвічі у порівнянні з кожним з одиночних ЧД. Ширина смуги синтезованої пари становить від 540 до 1 540 нм.

  Скачати повний текст

Досліджено нову схему вимірювальної системи балістичного лазерного гравіметра (БЛГ). Наведено уточнену модель нового БЛГ. Проведено аналіз основних похибок БЛГ. Розроблено алгоритм, проведено дослідження на ЕОМ поведінки БЛГ для найбільш несприятливих резонансних режимів і різних співвідношень значень збурювальних факторів і власних параметрів балістичного гравіметра. Розроблено автоматизовану систему відеозображень нового БЛГ. Проаналізовано характеристики цифрових засобів формування відеозображень. Розроблено схему вимірювального каналу на базі цифрової відеокамери. Новий балістичний гравіметр забезпечує суттєве підвищення точності результатів і швидкодії вимірювання абсолютного прискорення сили тяжіння у 5 рази.

  Скачати повний текст

Визначено коло питань у галузі експериментальних досліджень інженерних споруд, що потребують підвищеної точності вимірювання переміщень і деформацій. Досліджено особливості визначення переміщень та деформації у механіці деформованого твердого тіла з точки зору необхідності високої точності вимірювань переміщень. Розроблено методику використання лазерної інтерферометрії для безконтактної оцінки розташування об'єктів та їх переміщень і деформації. Проведено експериментальні дослідження переміщень будівельних конструкцій, а також проаналізовано їх точність у порівнянні з методами традиційної тензометрії. Запропоновано методику та практичні рекомендації щодо застосування методів лазерної інтерферометрії для експериментальних досліджень будівельних конструкцій, будівель та споруд.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки автоматизованої системи ділення ембріонів у тваринництві. Проаналізовано мікрохірургічну технологію ділення ранніх ембріонів за допомогою заміни етапу безпосереднього ділення ембріона - біотехнічною системою на базі використання лазерного випромінювання. Описано підсистему управління потужністю лазера на основі використання мікроконтролера AVR ATmega16(L) і асемблер - програми. Обгрунтовано методи для фокусування лазерного випромінювання на ембріон і оптимізації траєкторії руху лазерного променя по ембріону під час різання. За результатами біотехнічної лазерної системи доведено, що вихід життєздатних половинок ембріонів збільшується на 15 - 20 %, скорочується час ділення від 5 до 10 разів, зменшується чисельність персоналу та витрати лабораторії мікроманіпуляцій з ембріонами на 30 - 45 %.

  Скачати повний текст

Вперше визначено діагностичну цінність біофізичних параметрів методом лазерної кореляційної спектроскопії сечі та доведено діагностичну значущість цієї спектроскопії для моніторингу перебігу хронічних пієлонефритів у дітей. Визначено критерії та ступені ризику рецидивування хронічного пієлонефриту на підставі оцінювання факторного навантаження клініко-анамнестичних ознак. Встановлено особливості мікроелементного дисбалансу у разі хронічного пієлонефриту у дітей. Науково обгрунтовано доцільність визначення показників стану системи перекисного окиснення ліпідів / антиоксидантного захисту сечі та їх асоціацій з біофізичними параметрами лазерної кореляції - спектрів у динаміці перебігу хронічного пієлонефриту у дітей. Встановлено прямий кореляційний зв'язок між рівнем цинку крові й активністю антиоксидантного ферменту каталази у разі хронічного пієлонефриту у дітей, що сприяє поширенню уявлень щодо ланок патогенетичного ланцюга.

  Скачати повний текст

Розроблено метод підвищення точності контролю елементного складу тугоплавких матеріалів з використанням способу динамічної фотореєстрації мас-спектрів у лазерному мас-аналізаторі у разі картографування поверхні композиційних матеріалів на основі тугоплавких сполук, який містить лазерну масспектрометрію, рентгеноспектральний мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, інтерференційну мікроскопію. Обгрунтовано, що процес утворення плазми за лазерної дії на тугоплавкі матерали найбільш адекватно описується теорією розвиненого випаровування.

  Скачати повний текст

Вперше доведено можливість застосування методу лазерної кореляційної спектроскопії для діагностики, прогнозування, динамічного контролю та корекції післяопераційної запальної реакції ока. Встановлено, що у разі пошкодження райдужної оболонки відбуваються порушення гомеостазу плазми крові та сльозової рідини, які свідчать про аутоімунну сенсибілізацію організму на підставі дегенеративно-дистрофічних процесів. Вперше доведено, що застосування препаратів гемокорд і кріокорд призводить до значної корекції порушень гомеостазу у хворих з іридофакопротезуванням, зменшення ступеня післяопераційної запальної реакції та числа ускладнень у віддаленому періоді, а також сприяє значному підвищенню функціональних результатів операції.

  Скачати повний текст

Удосконалено числово-аналітичні розрахунки перерізів розсіяння та поглинання електромагнітного випромінення на багатошарових наночастинках, що знаходяться поблизу підкладки. Досліджено вплив різних чинників на зсув частот поверхневого плазмового резонансу у суцільних наночастинках Au, Ag і наночастинках з оксидною оболонкою. Розроблено метод визначення ефективної діелектричної проникності матричних дисперсних систем з двошаровими включеннями кульової форми. Наведено методику формування електретних темплатів на основі фоточутливих нанокомпозиційних матеріалів, що містять 1,5 мас. % CdSe та 2,4,7-тринітро-9-флуоренону, в електрофотографічному процесі. Показано, що розташування та симетрія осаджених на поверхню електретного темплату кластерів Au, одержаних напиленням у вакуумі, задаються топологією світлового поля голограми, використаного для формування темплату. Запропоновано механізм самовпорядкування кластерів під час напилення Au на поверхню темплату, що полягає в електрокінетичному русі атомів у локальному електричному полі E = 120 МВ/м поблизу поверхні та їх адсорбції на поверхні з утворенням наноострівців. Проаналізовано процес утворення лазер-індукованих поверхневих періодичних структур у разі накладання на поверхню твердого тіла інтерференційних картин, що здійснюється кількома лазерними пучками. Розроблено метод розв'язку нестаціонарної задачі теплопровідності для періодичної системи джерел і розраховано теплові поля та швидкість зміни температури у часі у приповерхневих шарах різної природи. Створено фізичну модель формування гартівних напружень та визначено середні значення компонентів тензора напружень для нанокристалічних сплавів, одержаних з використанням різних методів (гартування розтопу, газотермічного напилення).

  Скачати повний текст

Розглянуто питання збудження швидких реакцій у кондесованих середовищах, які здатні до екзотермічних перетворень. Розроблено новий напрямок у хімічній фізиці, який грунтується на використанні лазерного імпульсу як ініціюючого фактора збудження вибухових речовин (ВР) і сполук. Встановлено, що ініціювання даних речовин здійснюється у результаті втрати температурної (бризантні ВР) або деформаційної (ініціюючі ВР) стабільності кристалічної решітки у разі лазерного нагрівання мікровключень, що поглинають випромінювання. Одержано нові вибухові сполуки, для яких властива аномально велика чутливість до дії лазерного моноімпульсу. Запропоновано наукові основи використання лазерного методу ініціювання для вирішення проблем одержання профільованих детонаційних хвиль, зварювання вибухом, зміцнення металів, створення оптичних систем ініціювання вибухових зарядів, випробування міцності матеріалу та стійкості конструкцій, що сприймають дію механічних імпульсів навантаження.

  Скачати повний текст

Виявлено ефект притягання нерелятивістських електронів в імпульсному полі однієї та двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються перпендикулярно напрямку руху електронів, коли швидкість осциляцій частинок у хвилі набагато більше швидкості поступального руху електронів. Визначено механізм контролю сили притягання нерелятивістських електронів і часу їх утримання на певній середній відстані в імпульсному полі двох зустрічних лазерних хвиль. Виявлено ефект притягання нерелятивістських іонів водню за умов параксіального пучка в імпульсному полі однієї та двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються паралельно напрямку руху іонів, коли швидкість осциляцій частинок у хвилі одного порядку з поперечною компонентою відносної швидкості теплового руху онів. Одержано механізм контролю сили притягання нерелятивістських іонів у пучку та часу їх утримання біля певної середньої відносної відстані в імпульсному полі двох зустрічних лазерних хвиль.

  Скачати повний текст

Досліджено властивості наноструктурованих металізованих напівпровідникових підкладок для спектроскопії поверхнево підсиленого комбінаційного розсіювання світла (КРС), а саме - самоорганізованих острівцевих плівок Ag/Si, металізованого пористого кремнію та металізованого біоморфного карбіду кремнію. Встановлено оптимальні морфологічні параметри срібних острівцевих плівок, сформованих на кремнієвих підкладках, що відповідають максимальному підсиленню КРС сигналу від різних аналітів. Їм відповідає масив щільно упакованих та однорідних за розмірами острівців з середніми латеральними розмірами 100 - 150 нм. Визначено, що для гігінтського КРС-реєстрації (ГКРС) малої концентрації напівпровідникових квантових точок типу ядро (CdSe) - оболонка (ZnS) з розмірами ~3 нм, осаджених на Ag/Si підкладку, необхідне поєднання двох факторів: збудження плазмонів в срібних наноструктурах лазерним випромінюванням і збігу його енергії з різницею енергій електронних переходів у квантових точках (KT). Одержано ГКРС від залишкових кластерів вуглецю та кремнію у біоморфному SiC. Показано, що покриття тонким шаром срібла біо-SiC дозволяє досліджувати не тільки осаджені на нього аналіти, але і саму поверхневу структуру SiC.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємозв'язок поляризаційних і частотних характеристик двомодового газового лазера в процесі видовження резонатора за умов слабких магнітних полів і температурних флуктацій. Доведено, що у випадку генерації ортогонально поляризаційних мод спектральна залежність частоти міжмодового биття має розриви в моменти згасання - виникнення мод на периферії контуру підсилення. Проаналізовано спектральну залежність положення площини поляризації в магнітному полі для кожної поляризації ортогональних мод в контурі підсилення. Встановлено, що ефективна стабілізація частоти випромінювання газового лазера можлива лише під час використання зовнішнього еталона.

  Скачати повний текст