Главная – Журналы – Поиск по журналам

Модовые представления волновых полей используются во многих оптических приложениях, в частности, для создания информационных каналов, несущих независимые потоки данных. В настоящей работе на основе модового представления волновых полей разработаны теоретические основы нового метода оптической беспроводной побайтовой передачи цифрового сигнала, мультиплексированного по величине орбитального углового момента (ОУМ) электромагнитной волны, и предложена аппаратная реализация этого метода. Передатчик представляет собой круговой массив когерентных лазерных пучков, формируемых за счет деления исходного узкополосного лазерного излучения на восемь каналов. Формирование каналов передачи данных, отличающихся значением ОУМ, происходит при интерференционном сложении в дальней зоне дифракции восьми когерентных лазерных пучков, амплитуда и фаза которых изменяется пропорционально величине Фурье-образов информационных сигналов, поступающих от программируемого контролера на амплитудные и фазовые модуляторы. Распространяющееся в пространстве волновое поле поступает на вход приемного телескопа, а далее на сортировщик ОУМ-мод, после которого в результате сложения на компараторе восьми лазерных пучков воспроизводится полная структура излученного цифрового сигнала. Рассмотрена концептуальная схема экспериментальной установки, осуществляющей проверку данного метода в лабораторных условиях. С помощью численного моделирования показана возможность ее практической реализации. Предложен ряд технических приемов, способствующих повышению эффективности метода, описаны его преимущества.

В численном эксперименте определена зависимость от времени и характеристик среды интегральных (радиус, смещение энергетического центра) и локальных (интенсивность в точке) параметров лазерного излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере. Выполнено разложение вычисленных функций в тригонометрический ряд Фурье, получена оценка точности разложения. Математические модели оформлены в виде нескольких программных приложений, с использованием которых установлена зависимость частоты спектральных компонент от скорости ветра и внутреннего масштаба турбулентности. Результаты исследования могут применяться при проектировании систем адаптивной оптики, в частности при задании необходимого быстродействия коррекции атмосферных искажений, являющегося одной из основных характеристик блока управления лазерным пучком.

Представлены результаты лабораторного эксперимента, в котором лазерный пучок распространялся в искусственно созданной турбулентной среде. Описаны методы, позволившие преобразовать последовательность кадров видеоряда, фиксирующих распределение интенсивности, в зависящие от времени характеристики излучения. В результате разложения функций времени в тригонометрический ряд Фурье определена частота изменения параметров и сформулированы требования к скорости работы адаптивной системы, предназначенной для компенсации искажений. Результаты исследования могут применяться при проектировании систем адаптивной оптики, в частности при задании необходимого быстродействия коррекции атмосферных искажений, являющегося одной из основных характеристик блока управления лазерным пучком.

В настоящей статье представлены результаты анализа качества коллекций экспериментальных колебательно-вращательных уровней энергии и переходов основного изотополога молекулы воды, размещенных в информационной системе W@DIS. Создано программное обеспечение для автоматической поддержки качества коллекции уровней энергии и переходов при загрузке новых источников данных, которое осуществляет последовательную двойную фильтрацию с использованием последней версии эмпирических уровней энергии, а также квазиэмпирических уровней энергии. Представлено краткое описание введенных квазиэмпирических уровней энергии и их роли в актуализации качества данных. Приведены статистические данные о каждой из коллекций, выделены подмножества коллекций, подходящие для декомпозиции экспертных волновых чисел и энергий нижнего уровня.

При изучении распространения оптического излучения в атмосфере важным фактором является учет его возможных искажений за счет турбулентности полей температуры и ветра. Рассмотрена зависимость структурной характеристики показателя преломления оптических волн в приземном слое атмосферы от градиентов температуры и скорости ветра, а также от турбулентных потоков тепла и скорости трения (динамической скорости). Использовались экспериментальные данные, полученные в 2024 г. на Базовом экспериментальном комплексе Института оптики атмосферы СО РАН (г. Томск) с помощью ультразвукового анемометра-термометра (ультразвуковой метеостанции) и метеорологического температурного профилемера. Выделены определенные закономерности во взаимосвязях структурной характеристики с рассмотренными метеорологическими параметрами. Отмечена возможность реализации «больших» значений структурной характеристики в условиях температурных инверсий. Полученные результаты могут быть полезны при решении задач оптики атмосферы, включая распространение лазерного излучения.

Приведены данные группового и компонентного состава этанольного экстракта бурого угля Тюльганского месторождения Южно-Уральского бассейна. С использованием методов жидкостной хроматографии, ¹³С ЯМР (CPMAS) и ИК-Фурье спектроскопии, хромато-масс-спектрометрии показано, что в состав экстракта входят насыщенные и непредельные углеводороды, спирты, ароматические соединения, карбоновые кислоты и фенолы. Идентифицированы следующие биологически активные вещества: 1-докозен, γ-токоферол, октадекановая кислота, ферругинол, эйкозан, сугиол, β-амирин, сосредоточенные главным образом в неомыляемой фракции этанольного экстракта.

Изложены результаты изучения закономерностей и причин неоднородностей прекращения стока в октябре - первой половине ноября в верховьях горных рек Верхней Колымы. Выявлены неоднородности трех уровней. Первый уровень связан с разнообразием геологических структур - террейнов на площади исследования. Наибольшие значения показатели стока (годовой слой, модули стока в сентябре и первом зимнем месяце - октябре) имеют на площади Вилигинского террейна, в литодинамическом комплексе которого преобладают туфогенные породы. Наименьшие значения отмечены на площади Иньяли-Дебинского террейна, где преобладают глинистые и кремнистые сланцы. Второй уровень неоднородностей выражен в длительности стока после начала зимней межени, которая меняется от нескольких до 45 дней. Это определяется различием в питании водотоков подземными водами, которое зависит от их естественных запасов и пополнения за счет таяния льда в подошве слоя нулевой завесы, формирующегося при промерзании сезонно-водоносного горизонта. Следовательно, неоднородность данного уровня является показателем водообильности прирусловых сезонно-водоносных отложений и льдистости их основания. Третий уровень неоднородностей отражает наличие или отсутствие водопоглощающего талика выше гидрометрического створа, о чем можно судить по форме гидрографа стока.

На основе анализа космических снимков и полевых данных проведен анализ поэтапного сокращения ледников трансграничного массива Таван-Богдо-Ола (Алтай) с максимума малого ледникового периода по 2024 г. Получена информация о ледниках массива в максимум малого ледникового периода, 1968, 1977, 1989, 2000, 2010, 2020, 2024 гг. С максимума малого ледникового периода площадь ледников массива сократилась на 49 %, высота фирновой границы в среднем поднялась на 149 м. Расчетный объем ледников сократился на 69.1-75.7 %. Высотный диапазон развития оледенения уменьшился на 330 м. Сокращение ледников ускоряется, что проявилось для фронтов крупных долинных ледников после 2010 г., для суммарной площади оледенения с 2020 г., когда потери площади стали составлять в среднем 1.6 % в год. Усилились контрасты в распределении ледников по экспозиции, что, возможно, отражает рост прихода солнечной радиации. Сохранилось доминирование по площади долинных ледников, но их доля в суммарной площади уменьшилась. Ускорение сокращения является отложенной реакцией ледников на резкое повышение летних температур в 1990-е годы.

Наледи широко распространены в криолитозоне. Оценка их морфометрических характеристик связана с техническими трудностями, значительными временными и трудовыми затратами при использовании контактных полевых методов. В статье предлагается методика определения площади и объема наледи методом аэрофотосъемки с использованием постобработки данных с глобальных навигационных спутниковых систем, которая позволяет достигать сантиметровой точности определения высотных и плановых координат. На основе данных полевых работ на Анмангындинской наледи в 2021-2023 гг., включающих результаты 21 аэрофотосъемки как в период образования, так и в период стаивания наледи при помощи беспилотных авиационных систем, а также материалов наземных геодезических высокоточных профилей были рассчитаны площади и объемы объекта на даты съемок. Максимальный объем наледи изменялся от 6.71 млн м³ 30.03.2023 г. до 5.17 млн м³ 24.03.2022 г. и составил 5.41 млн м³ 24.05.2021 г. Рассчитанная средневзвешенная толщина льда варьируется от 0.50 до 1.69 м. Средняя погрешность определения средней толщины наледи методом аэрофотосъемки по сравнению с наземными геодезическими измерениями после выявления и корректировки систематической ошибки составляет 11 %. Сравнительный анализ площади наледи по спутниковым снимкам Sentinel-2 и аэрофотосъемке показал, что погрешность определения площади по космическим снимкам в бесснежный период составляет 11 %, в период залегания снежного покрова - 38 %.

23 сентября 2024 г. на 81-м году жизни после тяжелой продолжительной болезни ушел из жизни ветеран Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, кандидат географических наук Марк Михайлович Шац. Он был известным специалистом в области региональной геокриологии, дистанционного исследования криолитозоны и геоэкологии северных территорий. Марк Михайлович останется в памяти как видный ученый-мерзлотовед.