Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследовано влияние характеристик оптической системы интерферометра на распределение спектральной плотности мощности проходящего через неё частично когерентного света. Представлены результаты измерений эффективной длины волны для частично когерентного источника света, установленного в интерферометр. Показано, что оптическая система интерферометра искажает спектр источника света, что приводит к систематической погрешности при измерениях. Использование атомно-гладких поверхностей в качестве зеркал в опорном и измерительном плечах интерферометра позволило исследовать влияние оптической системы интерферометра на фазовые искажения. Установлено, что из-за фазовых искажений оптической системы имеет место систематическая погрешность измерения рельефа более 5 нм по высоте. Показано, что использование атомно-гладкой поверхности в качестве эталонного объекта измерения даёт возможность значительно снизить эту погрешность (до 0,12 нм). Приведены результаты измерений эшелона атомных ступеней со счётным числом одноатомных слоёв на поверхности кристаллического кремния. Впервые экспериментально методами оптической низкокогерентной интерферометрии измерено среднее значение межатомного (межплоскостного) расстояния в кристаллической решётке образца Si с ориентацией [111], которое составляет 3 , 145 ± 0 , 003 ˚A.

Уникальная вариативность современной волоконной и интегральной оптики, развитие физики комплексных нелинейно-оптических явлений и нанофотоники способствовали разработке качественно новых подходов к реализации и управлению режимами импульсной генерации в волоконных лазерах в последнее десятилетие. В данной работе приведены структурированный обзор и сравнительный анализ актуальных методов статического и динамического управления режимами и параметрами генерации в волоконных лазерах с синхронизацией мод излучения.

Методом записи отражательных и пропускающих объёмных элементарных голограмм исследованы модифицированные голографические фотополимерные материалы (ГФПМ), разработанные в НИОХ СО РАН, обеспечивающие в результате постобработки высокую дифракционную эффективность (ДЭ) при малой толщине регистрирующего слоя. Получены образцы объёмных отражательных голограмм с ДЭ порядка 90 % при толщине регистрирующего слоя около 6 мкм и модуляции показателя преломления ∆ n не менее 0,036. Полученные голограммы имеют высокую прозрачность во всём видимом диапазоне спектра, малую усадку и хорошую однородность пространственной структуры решётки, о чём свидетельствует чёткая картина боковых лепестков контура спектрального отклика.

Обсуждаются метод и возможность реализации изотропной бессель - гильбертдиагностики полей фазовой оптической плотности газовых, конденсированных и реагирующих сред. Зондирующее поле в таких системах формируется в виде моно- или полихроматической конфигурации бесселевых пучков, пространственно-частотный фурье-спектр которых оптически сопряжён с концентрической фазовой структурой изотропного гильберт-фильтра, а цветовая структура соответствует спектральной чувствительности фотоматрицы видеокамеры, подключённой к компьютеру, который анализирует покадровую последовательность полученных изображений. Структура такого зондирующего поля устойчива к дифракционным возмущениям, индуцируемым исследуемой средой, и их влиянию на изотропность гильберт-визуализации фазовой оптической плотности. Область возможных приложений - экспериментальная гидро- и газодинамика, теплофизика, океанология, а также соответствующие промышленные технологии.

Показано, что применение ансамбля считывающих головок определённого формата, согласованного с параметрами измерительного растра и матрицей индикаторных растров считывающих головок, позволяет существенно снизить искажающее действие систематической составляющей инструментальной погрешности растра. Отмечается, что рассмотренное в предлагаемой работе конкретное техническое решение по согласованию параметров комплементарных решётчатых фильтров не является единственным для используемого растра.

Сибирский шелкопряд ( Dendrolimus sibiricus Tschetv.) - один из наиболее опасных вредителей таёжных лесов. В связи с частыми масштабными вспышками популяции и расширением ареала обитания вредителя, исследованы компоненты полового феромона, с помощью которого особи сибирского шелкопряда привлекают партнёров для спаривания. Феромонная коммуникация - сложный многостадийный процесс, включающий синтез феромона, распространение пахучих веществ в окружающей среде, восприятие феромонного сигнала другими особями, поведенческую реакцию особей, принимающих сигнал. К факторам, обеспечивающим эффективную передачу феромонного сигала, относятся возможность сохранения химического состава и конформации молекул при распространении в воздушной среде, а также их способность в определённое время разлагаться под действием внешних факторов. Устойчивость и реакционная способность молекул определялись их физико-химическими характеристиками. Структурные и спектральные свойства молекул, обеспечивающие устойчивость феромона сибирского шелкопряда к факторам внешней среды, исследованы с помощью методов компьютерного молекулярного моделирования. Квантово-химические расчёты выполнены с использованием метода функционала плотности B3LYP/DFT, широко применяемого для исследования небольших органических молекул. Проведен детальный анализ атомной и электронной структуры молекул в основном и возбуждённом состоянии, рассчитаны спектры поглощения молекул. Определены длины волн и интенсивность поглощения. На основе полученных данных сделан вывод об устойчивости компонентов феромона к воздействию солнечного света, проведена оценка возможности изменения химического состава и структуры молекул в результате поглощения ультрафиолетового излучения. Полученные рассчитанные данные сопоставлены с данными о суточных паттернах насекомых.

Для оценки состояния насаждений на обширных территориях бореальных лесов необходимы современные методы, позволяющие оперативно получать информацию с минимальными трудозатратами. Существующие методы связаны с трудоемкими наземными обследованиями либо позволяют на основе дистанционных данных (спутниковые, авиационные методы наблюдения) измерить уже свершившийся ущерб. В работе предложен метод оценки чувствительности древостоев к возможным повреждениям насекомыми-вредителями на основе данных дистанционного зондирования земли. В качестве индикатора состояния насаждений использован показатель восприимчивости вегетативного индекса растительности в течение сезона (NDVI) к изменению радиационной температуры территории (LST), получаемый по спутниковым данным системы Terra/Aqua. Он рассчитан как передаточная спектральная функция отклика в интегральном уравнении, связывающем изменения NDVI и LST и показывает не столько повреждение древостоя, сколько нарушение протекающих в нем биологических процессов. Анализ проведен для пихтовых насаждений таежной зоны Красноярского края двух типов - территории, на которых с 2015 г. реализовалась сильная вспышка массового размножения сибирского шелкопряда ( Dendrolimus sibiricus Tschetv.) с практически 100%-й дефолиацией древостоев, и соседние неповрежденные участки. Установлено, что показатель восприимчивости насаждения к изменениям окружающей среды на изучаемых пробных площадях значимо изменился за 2-3 года до резкого подъема плотности популяции насекомого-вредителя и может в дальнейшем учитываться при оценке риска возникновения вспышек. Это отличает предложенный показатель от оценок состояния растительного покрова, которые регистрируют существенную дефолиацию древостоев и не могут использоваться при прогнозе.

Изучено естественное возобновление в кедровых лесах, пострадавших от вспышки массового размножения сибирского шелкопряда ( Dendrolimus sibiricus Tschetv.). Исследования проводились в 2011-2015 гг. на крайнем юге Томской области, в подзоне подтайги на южной границе ареала сомкнутых кедровых лесов на Западно-Сибирской равнине. Приведены результаты исследований динамики состояния подроста в кедровых насаждениях с разной степенью дефолиации материнского полога. Для оценки жизненного состояния подроста различных пород использован метод эталонов, основанный на сравнении морфотаксационных показателей молодых растений с заранее подобранными эталонами. Показано, что на жизненное состояние и выживаемость подроста влияет уровень повреждения древостоя шелкопрядом. В полностью объеденных гусеницами насаждениях темнохвойный подрост предварительного возобновления погиб и основное место в составе подроста заняли лиственные породы. В сильно ослабленных шелкопрядом древостоях в структуре подроста также отмечено изменение в сторону увеличения доли осины ( Populus tremula L.). Под пологом насаждения со слабой дефолиацией резкого изменения в породной структуре подроста не отмечено, по-прежнему наблюдалось преобладание темнохвойных особей, однако их количество недостаточно для успешного хода лесовозобновления. Изменившийся световой режим не вызвал как положительной, так и отрицательной реакции молодых растений кедра ( Pinus sibirica Du Tour) и ели ( Picea A. Dietr.) на осветление.

Первое сообщение о вспышке массового размножения сибирского шелкопряда ( Dendrolimus sibiricus Tschetv. (Lepidoptera, Lasiocampidae)) появилось в печати 125 лет назад. Вспышки вредителя в 1950-х и 1960-х годах на территории Красноярского края плохо задокументированы. В статье впервые приводятся подробности планирования, организации и реализации крупномасштабных мероприятий по борьбе с сибирским шелкопрядом во время вспышки его массового размножения во второй половине 1960-х годов в южно-таёжных лесах края на площади 260 тыс. Максимальная численность популяции этого насекомого достигала 7 тыс. гусениц на одно учетное дерево. Успех подавления вспышки был обусловлен ее ранним прогнозом, разработкой и внедрением методов надзора, долгосрочного и краткосрочного прогнозов, малолитражного авиационного опрыскивания и оценки лесохозяйственной эффективности авиазащитных мероприятий. В 1967-1969 гг. экипажи 45 самолетов Ан-2 в течение 2.5 тыс. летных часов провели опрыскивание рабочими растворами ДДТ и ГХЦГ более 200 тыс. га очагов. В авиахимических обработках приняли участие свыше 1100 чел., в том числе около 250 инженеров и техников. Общие трудовые затраты на авиахимборьбу с сибирским шелкопрядом составили более 22 тыс. чел.-дней. В практике борьбы с этим вредителем впервые применялся высококонцентрированный инсектицид - 20%-й масляный раствор ДДТ + ГХЦГ с ультрамалыми нормами расхода рабочих растворов (от 3 до 5 л/га). Борьба со вспышкой массового размножения сибирского шелкопряда продемонстрировала важность кооперации ученых и практиков лесозащиты. Совместная работа способствовала рождению специализированного учреждения - Станции (впоследствии - Центра) защиты леса Красноярского края, руководителями которой в разные годы были сотрудники и выпускники аспирантуры Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.

Исследованы принципы организации и принятия решений в системе лесозащиты в России. Рассмотрена проблема оценок затрат и рисков в ходе лесозащитных мероприятий. Функционирование службы лесозащиты представлено как система «агент - принципал», где принципалом является государство или регион, а информацией о состоянии лесной экосистемы и правом на принятие управленческих решений обладают руководители региональных структур системы лесозащиты. Показаны особенности функционирования такой системы. Обсуждаются проблемы принятия решений в задачах лесозащиты, связанные с наличием лага в управленческих решениях при непрерывных изменениях плотности популяций вредителей и связанного с этим изменения уровня воздействия насекомых на лес. Рассмотрена модель принятия решения, минимизирующая риски ошибок. Установлено, что общая схема расчетов рисков при принятии решений в задачах лесозащиты может быть конкретизирована выбором конкретных значений коэффициентов модели для определенных видов вредителей в выделенных местообитаниях. Предложенный подход позволяет оценить эффективность принятия решений в задачах лесозащиты в зависимости от используемых принципов управления. Оптимальным решение о проведении защитных мероприятий будет при минимизации ошибок первого и второго родов и риска повреждения насаждения. В предложенной модели принятия решения коэффициенты для определенного вида вредителей можно рассчитать по многолетним данным учетов, при этом состояние популяции возможно охарактеризовать не только по значениям ее плотности, но и по другим индикаторным показателям.