Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрена динамика взаимодействия электромагнитного излучения ближнего инфракрасного диапазона с волной пространственного заряда (ВПЗ), распространяющейся в объёме полупроводникового цилиндрического волновода на основе n -GaAs. Продемонстрирована возможность фазовой модуляции замедляемой электромагнитной волны типа моды «шепчущей галереи» с глубиной от 10 до 30 рад. Показано, что при дальнейшем распространении в оптическом волноводе модулированное по фазе излучение распадается на последовательность ультракоротких импульсов, частота следования которых совпадает с частотой ВПЗ, реализуемой в волноводе. Обнаружено, что пиковая мощность сформированных импульсов превосходит среднюю мощность вводимого в волновод излучения приблизительно на три порядка и может достигать значений 20-50 Вт. Оптимальная длина, на которой происходит формирование оптических импульсов за пределами волновода, существенно зависит от амплитуды и частоты модуляции концентрации свободных носителей заряда, связанной с распространяющейся ВПЗ.

Изготовлено двухсердцевинное волокно на основе теллуритного стекла с взаимодействующими одномодовыми сердцевинами, в котором исследовано линейное и нелинейное распространение ультракоротких импульсов. В изготовленном волокне экспериментально продемонстрирован эффект нелинейно-оптического переключения ультракоротких импульсов на длине волны 1,56 мкм, который проявлялся в виде перераспределения энергии между сердцевинами на выходе волокна при увеличении энергии входного импульса, введённого в одну из сердцевин волокна. Эффект наблюдался при относительно невысоких энергиях импульсов менее 2 нДж, что представляет интерес для создания насыщающихся поглотителей для волоконных лазеров с синхронизацией мод.

Обсуждается роль взаимодействия волн накачки и генерации в волоконном лазере со случайно распределённой обратной связью за счёт слабого рэлеевского обратного рассеяния, работающем в режиме узкополосной генерации, которая наблюдается при небольшом превышении мощности накачки над пороговой. Спектр в этом случае состоит из узких (менее 1 МГц) мод, имеющих типичное время жизни 1 мс. Ранее было продемонстрировано, что за процесс декомпозиции мод могут отвечать как внешние шумы (термические или акустические), так и нелинейный процесс четырёхволнового взаимодействия между модами генерации. Построена модель нелинейного взаимодействия волны накачки со сверхузкой модой генерации и показано, что фазовая кросс-модуляция между ними может привести к разрушению моды, если разбегание волн происходит достаточно медленно. Отсюда следует, что режим узкополосной генерации зависит от дисперсии волокна, поскольку последняя определяет соответствующую длину разбегания. Сравнение с экспериментом подтверждает этот вывод: в случайных лазерах на основе волокон с низкой дисперсией не наблюдается узкополосной генерации, в то время как для волокон с большим коэффициентом дисперсии она существует.

Предложен новый тип элемента, обеспечивающего синхронизацию мод в волоконном лазерном источнике ультракоротких импульсов. Этот элемент представляет собой пару связанных микроволоконных тейперов, покрытых слоем углеродных нанотрубок, и объединяет в себе функции насыщающегося поглотителя и выходного ответвителя. Предлагаемый вариант изготовления насыщающегося поглотителя отличается технологической простотой и может применяться практически в любой оптической лаборатории. На основе полученного образца поглотителя-ответвителя и активных волокон, легированных эрбием, изготовлен кольцевой волоконный лазер, в котором экспериментально продемонстрирована синхронизация мод с генерацией пикосекундных солитонных импульсов.

Представлен эрбиевый лазер в конфигурации с полуоткрытым резонатором, состоящим из узкополосной волоконной брэгговской решётки и случайной распределённой обратной связи в искусственном рэлеевском отражателе. Для дополнительной спектральной фильтрации использовался отрезок десятиметрового двухсердцевинного волоконного световода, намотанного на катушку диаметром 9 см. Достигнут одночастотный режим генерации с максимальной выходной мощностью 4,4 мВт, при этом ширина линии генерации составила 2 кГц.

Предложен новый метод селекции поперечных мод оптического цилиндрического волокна с помощью тонкой поглощающей оболочки. Результаты расчётов в среде COMSOL ® Multiphysics демонстрируют возможность селекции моды HE₁₂ по потерям в многомодовом волокне на длине волны 1550 нм, при этом тонкая поглощающая оболочка (с толщиной 2,5-10 нм) располагается в окрестности минимумов компонентов полей |E_r,φ|. Радиус оболочки оптимизируется по минимуму величины погонных потерь α для данной моды, которые составляют сравнительно малую величину от -0 , 02 до -0 , 06 дБ/см в зависимости от параметров оболочки, при этом для остальных мод эта величина в десятки раз больше. Для аналитического описания приведена оценочная формула погонных потерь. Проведены поиски оптимальных радиусов поглощающей оболочки с точки зрения минимизации потерь селектируемой моды для различных коэффициентов поглощения и толщин оболочки. Показана слабая спектральная зависимость коэффициента погонных потерь для заданной толщины оболочки и коэффициента поглощения.

Проведены подбор и оптимизация технологических параметров процесса риформинга, заключающиеся в повышении температуры на входе в реакторы и увеличении отбора бензолсодержащей фракции при фракционировании катализата, что позволило получить фракцию (100-200 °С) - тяжелый риформат требуемого качества по октановому числу 99.5/89.5 (исследовательский/моторный метод соответственно) и использовать его в качестве высокооктанового компонента при производстве бензина АИ-100-К5. На основании данных математического моделирования, требований по минимизации энергозатрат, а также норм по содержанию ароматических углеводородов в товарных автомобильных бензинах было предложено повысить температуру сырья на 1 °С на входе в реакторы блока риформинга. Предложена формализованная схема превращений углеводородов сырья риформинга при повышении температуры процесса, объясняющая качественные и количественные изменения во фракционном составе катализата. Установлено, что увеличение отбора бензолсодержащей фракции позволяет снизить выход легкого риформата, повысить значение октанового числа и снизить массовую долю бензола до 1.5 мас. % в тяжелом риформате. С помощью программного пакета Aspen PIMS program смоделирован оптимальный состав бензина АИ-100-К5, включающий изомеризат легкой прямогонной нафты, рафинат фракции углеводородов С₄, компонент бензиновый высокооктановый (алкилат), метил-трет-бутиловый эфир и тяжелый риформат, полученный в условиях оптимизированной схемы. Качество наработанной опытно-промышленной партии (ОПП) топлива полностью отвечает требованиям ТР ТС 013/2011, СТО 44905015-005-2017 и нормам, установленным для эксплуатационных свойств бензина АИ-100-К5, определяемых квалификационными методами и моторно-стендовыми испытаниями. Наработанная ОПП автомобильного бензина АИ-100-К5 обладает улучшенными эксплуатационными и экологическими характеристиками, поскольку уменьшено содержание серы до 8.0 мг/кг, бензола до 0.38 об. % и объемной доли ароматических и олефиновых углеводородов до 28.6 и 4.2 об. % соответственно. В результате моторно-стендовых испытаний установлено, что бензин АИ-100-К5 обладает пониженной склонностью к образованию отложений на впускных клапанах и нагара в камере сгорания двигателя.

Проведена оценка безопасности применения аэрозолей антибиотиков цефалоспоринового ряда по результатам гистологического исследования легких при ингаляциях различной длительности. Установлено, что длительная ингаляция не оказывает токсического влияния на легкие.

Проведено комплексное исследование углеводородного состава и физико-химических свойств побочных продуктов нефтепереработки и нефтехимии с целью поиска новых низкомаржинальных компонентов топлива маловязкого судового (ТМС) и оптимизации состава композиций топлива для расширения сырьевой базы ТМС. Установлена возможность вовлечения в ТМС утяжеленных фракций первичной и вторичной переработки нефти: 10-12 % утяжеленной дизельной фракции, 47-60 % прямогонной среднедистиллятной фракции, 2-10 % тяжелой дизельной фракции, 35 % вакуумного дистиллята, 10 % кубового остатка блоков гидрирования, 4-10 % легкого газойля каталитического крекинга. Найден способ получения нового компонента ТМС - фракции с пределами выкипания 180-270 °С, полученной из отходов нефтепереработки после их обезвоживания и фракционирования с выходом до 30 %, вовлечение которой в ТМС в количестве 5 % даст экономический эффект около 7 млн руб. в год. Методом математического моделирования проведена оптимизация состава топлива из основных и побочных продуктов с учетом объемов производства и фактических значений критичных показателей каждого компонента.

Решение проблем экологической безопасности при очистке водных объектов от органических загрязнений неразрывно связано с разработкой новых сорбентов и совершенствованием технологий их получения. Для производства сорбентов успешно применяются различные материалы в дисперсном и гранулированном видах. Настоящая работа посвящена созданию и совершенствованию технологий производства сорбентов нефти и нефтепродуктов. В качестве основы для разработки новых сорбентов изучены свойства гранулированного пеносиликата, полученного из отсевов отходов горнообогатительных комбинатов. Методом термохимического модифицирования в парогазовой фазе углеводородов получены опытные партии олеофильных сорбентов. Установлено, что после термохимического модифицирования пеносиликат не изменяет свою пористую структуру и аморфное состояние, сохраняя высокую сорбционную активность. В работе исследован характер пористой структуры сорбентов и влияния пористости на основные свойства: нефтеемкость, влагосодержание и плавучесть. Результаты исследования модифицированного пеносиликата различных фракций показали низкую степень водопоглощения для образцов крупной и средней фракций. Минимальное водопоглощение установлено для модифицированного материала мелкой фракции, что связано с отсутствием пор в этих образцах. Определение нефтеемкостных характеристик свидетельствует о хорошей олеофильности и сорбционной емкости модифицированного пеносиликата по отношению к нефтепродуктам. В работе приведены результаты экспериментов по регенерации сорбента после отработки своего ресурса. Представлена разработанная опытно-промышленная установка для модифицирования и регенерации пористых сыпучих материалов в неподвижном слое. Предложена технологическая схема регенерации, позволяющая за один этап обработки регенерировать и повторно модифицировать отработанный сорбент без снижения его сорбционных свойств. Преимуществом разработанной технологии восстановления свойств сорбента является простота в осуществлении и экономическая рациональность. Повторно модифицированный сорбент сохраняет свои характеристики и, в первую очередь, сорбционные свойства по отношению к нефтепродуктам. Показана целесообразность разработки новых сорбентов нефтепродуктов на основе гранулированного пеносиликата.