Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлен обзор экспериментальных работ по развитию методов исследования фракционного состава нанообъектов различной природы, проводимых на физико-химической рабочей станции Новосибирского лазера на свободных электронах (ЛСЭ) с 2005 г. Обнаружено, что под воздействием субмиллиметрового излучения ЛСЭ происходит мягкая абляция биологических макромолекул. При этом молекулы оказываются в аэрозольной фазе раздельно, каждый тип молекул формирует собственную фракцию аэрозольных наночастиц без деструкции и денатурации и их размеры коррелируют с молекулярным весом. Предполагается, что метод субмиллиметровой лазерной абляции возможно использовать для определения размеров нанообъектов различного происхождения. На отдельных примерах обсуждаются результаты экспериментов с минеральными кластерами, нанопорошками, синтетическими и биологическими полимерами, проводимых с применением традиционных методов исследования фракционного состава наноразмерных материалов (атомно-силовая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, динамическое светорассеяние, рентгеновская дифрактометрия) и нового - анализа аэрозольных продуктов субмиллиметровой лазерной абляции. Показано, что субмиллиметровая лазерная абляция с последующей регистрацией аэрозольных продуктов современным аэрозольным оборудованием является универсальным, простым, быстрым и информативным методом и может существенно дополнить вышеупомянутые методы.

Рассмотрены характеристики системы поляризационно-оптической регистрации импульсного терагерцового спектрометра в нелинейных кристаллах теллурида цинка (ZnTe). Экспериментально исследовано влияние толщины кристаллов ZnTe (0,5, 1 и 2 мм) на чувствительность системы регистрации, проведено сравнение с модельными расчётами. Экспериментально и теоретически показано влияние временнóго шага и диапазона сканирования терагерцового импульса на спектральное разрешение и диапазон спектрометра. Измерены терагерцовые спектры пропускания типичных контейнерных материалов.

Экспериментально исследована импульсная генерация терагерцового излучения в полупроводниках GaAs, InAs и InSb под действием фемтосекундного лазерного излучения на длине волны 775 нм. Показано, что помещение InAs в магнитное поле 0,8 Тл приводит к увеличению эффективности генерации в 2,7 раза. Продемонстрировано увеличение эффективности генерации за счёт механизма оптического выпрямления при использовании образцов InAs ориентации 〈111〉.

Выполнены исследования скорости передачи информации по оптическому каналу связи, в качестве приёмного модуля в котором использовался счётчик фотонов на базе лавинного фотодиода. Установлены зависимости скорости передачи информации оптического канала от напряжения обратного смещения фотодиода, мощности оптического сигнала и порогового уровня регистрации.

Изложены результаты применения в волоконной оптике многолучевого двухзеркального отражательного интерферометра (ОИ), имеющего аппаратную функцию в отражении, подобную аппаратной функции интерферометра Фабри - Перо в пропускании. В состав двухзеркального резонатора ОИ входило два плоских зеркала, одно из которых высокоотражающее, другое - с асимметрией коэффицента отражения с разных сторон. Отражённый от ОИ свет заводился в оптическое волокно с помощью коллиматорной линзы. Оптическое волокно, коллиматор и ОИ образовывали конструкцию волоконно-интегрированного ОИ, который впервые применялся для плавной перестройки длины волны излучения кольцевого эрбиевого волоконного лазера с непрерывным режимом генерации в спектральном диапазоне 1520-1566 нм.

Рассматриваются технические параметры и возможные применения инфракрасного сканирующего микроскопа с пространственным разрешением до 3 мкм. Показано, что прибор работает как с матричным, так и с линейчатым типами фотоприёмных устройств. Создано оригинальное программное обеспечение для персонального компьютера, позволяющее интерактивно управлять процессом сканирования, получать и обрабатывать
изображения объектов в инфракрасном диапазоне.

Работа инфракрасного фотоприёмного устройства (ФПУ) в составе ИК-микроскопа имеет ряд особенностей, не позволяющих применить известные для тепловизионного прибора методы калибровки. Предлагается дифференциальный метод калибровки, дающий возможность учесть как нелинейность передаточной характеристики узла чтения ФПУ и электронного тракта, так и влияние изменения потока фонового излучения.

Приведены результаты анализа механизма возникновения чувствительности матричных микроболометрических приёмников на основе оксида ванадия к терагерцовому излучению. Представлены экспериментальные данные исследований возможностей повышения в несколько раз чувствительности микроболометрических приёмников в терагерцовом диапазоне путём использования дополнительного тонкого металлического поглощающего слоя, наносимого на мембрану микроболометра. Обнаружена поляризационная зависимость чувствительности микроболометров в терагерцовом и дальнем инфракрасном спектральных диапазонах. Показано, что чувствительность микроболометров в терагерцовом диапазоне обусловлена поглощением излучения в узких металлических шинах, нанесённых на опорные ножки микроболометров и выполняющих роль омического контакта между термочувствительным слоем и схемой обработки.

Методом спектральной эллипсометрии проведено исследование тонких плёнок, полученных центрифугированием сыворотки крови здоровых людей и пациентов с диффузной патологией печени с разной степенью фиброза. Обнаружено, что физические свойства плёнок зависят от биоорганического состава сыворотки крови, который, в свою очередь, определяется патологическими процессами, протекающими при различной степени фиброза печени. Получены корреляции биохимических параметров сыворотки крови и эллипсометрических показателей. Проведены пилотные эллипсометрические эксперименты по исследованию сывороток крови в условиях наблюдения поверхностного плазмонного резонанса у пациентов с опухолями кишечника. Выявлено наличие стойкого специфического взаимодействия между антигенами сывороток крови пациентов и моноклональными антителами СД24, которое приводит к изменению положения поверхностного плазмонного резонанса. Показано, что эллипсометрия представляет собой высокочувствительный, неразрушающий, экономичный экспресс-метод скрининга, предварительной диагностики стадий заболевания пациентов с патологией внутренних органов.

Описан автоматизированный фотоэлектромагнитный комплекс аппаратурных и методических средств, созданный для определения электрофизических и рекомбинационно-диффузионных параметров носителей заряда в эпитаксиальных плёнках и плёночных структурах кадмий-ртуть-теллур p-типа, толщина которых сравнима с длиной диффузии неосновных носителей заряда. Комплекс включает в себя следующие методы: эффект Холла и магнитосопротивление, фотомагнитный эффект, фотопроводимость в магнитном поле для геометрий Фарадея и Фойгта. Определены такие параметры, как равновесная концентрация, подвижность основных и неосновных носителей заряда (дырок и электронов соответственно), времена жизни электронов и дырок в объёме, скорости поверхностной рекомбинации на свободной и связанной с подложкой границах раздела плёнки.