Обзоры. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
Kонфокальная лазерная сканирующая микроскопия: принципы, устройство, применение (часть 1)
Статья научная
Работа освещает современное состояние конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Статья содержит историческую справку, анализ принципа работы, некоторые теоретические предпосылки, сведения об особенностях конструкций конфокальных микроскопов. В работе приведены достаточно подробные материалы о применении КЛСМ в биологии и медицине. Статья представлена двумя частями, из которых первая часть публикуется в настоящем номере. Работа адресована исследователям, инженерам, преподавателям и студентам для первоначального ознакомления с КЛСМ и ориентации в литературе.
Бесплатно
Kонфокальная лазерная сканирующая микроскопия: принципы, устройство, применение (часть 2)
Статья научная
Во второй части обзора приводятся сведения об особенностях применения КЛСМ в биологических исследованиях. В центре обсуждения - флуоресцентные методы, наиболее широко используемые в биологии и медицине. Приведены достаточно подробные данные о флуоресцентных красителях и стандартах для настройки КЛСМ, поскольку их номенклатура целиком сформирована зарубежными производителями и поставщиками и относится к расходным материалам. Свойства красителей определяют характеристики применяемых источников света и фотодетекторов. Из многочисленных примеров применения КЛСМ рассмотрены те, которые, по мнению авторов, могут сформировать представление у читателя о возможностях этой области аналитической микроскопии. В качестве примеров приведены краткие описания коммерческих КЛСМ, поставляемых на рынок ведущими фирмами, выпускающими оптическое оборудование для научных исследований.
Бесплатно
Статья обзорная
Работа посвящена обзору публикаций, относящихся к расчету радиационного давления звука в идеальных жидкостях и в случае малых волновых размеров пограничного слоя вокруг включения. Выделены и проанализированы основные работы, посвященные этому вопросу. Проанализированы выражения для радиационного давления, рассчитанные по Рэлею и Ланжевену-Бриллюэну. Показано, что при расчетах с точностью до величин второго порядка малости эти два метода дают тождественный результат. Показано, что в случае вязкой жидкости нельзя произвольно выбирать границы интегрирования в методе расчета радиационных сил по Ланжевену-Бриллюэну.
Бесплатно
Анализ работ, посвященных вычислению радиационного давления. 2. Вязкая жидкость
Статья обзорная
Работа посвящена обзору публикаций, относящихся к расчету радиационного давления в вязких, теплопроводящих жидкостях. Выделены и проанализированы основные работы, посвященные этому вопросу. Приведены соответствующие базовые выражения, позволяющие рассчитать силы радиационного давления. Выявлены допущения и ограничения, принятые в этих работах. Показано, что в случае вязкой жидкости необходимо дополнительно обосновывать инвариантность выбора границы интегрирования в методе расчета радиационных сил по Ланжевену-Бриллюэну.
Бесплатно
Статья обзорная
Обобщенная модификация традиционного преобразования Фурье - вращаемое преобразование Фурье, ВПФ, введенное математиками сравнительно давно, оставалось долго неизвестной в области обработки сигналов, в которой ВПФ имеет немалый потенциал применения. ВПФ зависит от параметра alfa и интерпретируется как вращение время-частотной плоскости. При alfa = pi/2 ВПФ соответствует обычному преобразованию Фурье, при alfa = 0 - тождественному оператору, а углы последовательно выполняемых ВПФ аддитивны (как углы последовательного вращения). В аналитическом представлении ВПФ является разложением сигнала по базису, состоящему из набора сигналов с быстро изменяющейся частотой (СБИЧ-компонентов). Предлагаются основные элементы теории ВПФ, его свойства, виды интерпретации как оператора, соотношения взаимосвязи ВПФ с время-частотными распределениями нестационарных сигналов (с распределением Вигнера, кратковременным преобразованием Фурье и спектрограммой). Эти соотношения имеют замкнутую аналитическую форму. Даны примеры ВПФ ряда сигналов и приложения ВПФ.
Бесплатно
Вопросы построения малошумящего высокочастотного опорного генератора
Статья обзорная
Рассматриваются вопросы построения малошумящего опорного генератора для высокочувствительных РЛС на основе различных типов резонаторов: кварцевых, на основе ПАВ и HBAR. На основе сравнительного анализа показана перспективность применения резонаторов на основе объемных акустических волн. Выявлены проблемы построения генераторов на основе HBAR, связанные с высоким ТКЧ резонатора. Предложен метод термостабилизации HBAR на основе цифровой частотной автоподстройки частоты.
Бесплатно
Статья научная
Для анализа нестационарных сигналов в информационно-измерительных системах (ИИС) рассмотрено семейство время-частотных распределений (ВЧР) с обобщенными маргиналами (ОМ), т. е. маргиналами вне временнoй или частотной областей. За ОМ приняты проекции ВЧР в виде интегралов вдоль одного или нескольких направлений (под разными углами) время-частотной плоскости. Значения ОМ равны квадрату модуля вращаемого преобразования Фурье (ВПФ) сигнала. Дано условие, при выполнении которого ВЧР класса Коэна имеют обобщенные маргиналы. Известные ВЧР класса Коэна (ВЧР Чои-Вильямса, Пейджа) могут быть модифицированы так, чтобы они имели обобщенные маргиналы. При этом с точки зрения представления сигналов эти модификации имеют преимущества перед квадратичными ВЧР, имеющими только обычные маргиналы. ВЧР с ОМ являются более робастными в условиях, когда сигнал ИИС содержит аддитивный шум.
Бесплатно
Газовые пропорциональные счетчики для космических исследований
Статья научная
В статье приведен краткий исторический обзор отечественных разработок детекторов для спектрометрии рентгеновского излучения в космосе.
Бесплатно
Статья обзорная
На основе анализа газоразрядных приборов, генерирующих ионно-электронные пучки в высоковольтном газовом разряде, предложены новый подход к формированию широкоформатных направленных потоков низкотемпературной плазмы вне межэлектродного пространства и соответствующий газоразрядный прибор с целью применения его для изготовления микро- и наноразмерных дифракционных структур на широкоформатных пластинах.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе обобщены экспериментальные результаты, полученные в Институте аналитического приборостроения РАН совместно с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, по формированию методами на базе МПЭ квантоворазмерных гетерострукту р, в том числе с квантовыми точками, и их исследованию методами ДБЭО, СТМ, СЭМ, ТЭМ, РМА и ФЛ в системе InAs/Si для опто- и микроэлектронных приборов нового поколения с целью совмещения применения A3B5 и кремниевых технологий.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются методы и критерии одномолекулярного детектирования в жидкости. Особое внимание уделяется детектированию индивидуальных молекул в капиллярном электрофорезе методом лазер-индуцированной флуоресценции, где рассматриваются основные экспериментальные трудности на этом пути.
Бесплатно
Информационно-физические свойства нестационарных откликов в системах обработки импульсных сигналов
Статья научная
В обзоре рассмотрены основные принципы формирования нестационарных откликов физических систем на импульсное воздействие (сигналы эха и индукции) и те общие для всех систем закономерности, которые позволяют использовать данные отклики в устройствах обработки информации. Приводятся конкретные примеры перспективных систем, а также некоторых важных явлений в этой области. Анализируются ограничения процессоров, построенных на нестационарных откликах, и возможные пути увеличения эффективности их работы.
Бесплатно
Статья научная
На основании литературных и экспериментальных данных рассматриваются основные аналитические характеристики самых распространенных ионных источников, входящих в состав магнитных изотопных масс-спектрометров, предназначенных для изотопного анализа веществ в газовой фазе.
Бесплатно
Количественная растровая электронная микроскопия материалов и структур твердотельной электроники
Статья научная
Растровая электронная микроскопия - современный метод диагностики материалов и структур твердотельной электроники. Приводится краткая историческая справка о создании и совершенствовании РЭМ. Рассматривается природа сигналов, генерируемых и регистрируемых в РЭМ, и их информативность. Иллюстрируются некоторые примеры применения РЭМ.
Бесплатно
Статья научная
В информационно-измерительных системах (ИИС) и информационно-управляющих системах (ИУС), отражающих состояние контролируемого объекта (подсистемы), существенна проблема отображения в условиях отсутствия воздействия некоторых параметров состояния на датчики измерительной системы, т. е. при неполной измерительной информации. Решение этой проблемы получено на основе анализа уравнений динамики системы объект-ИИС (в пространстве параметров состояния) и использования алгоритмов нейронных сетей (НС), способных отражать изменение входных данных во времени. Вторая (из 3) часть статьи рассматривает структуру и обучение НС, построенных на принципе обратных связей и называемых рекуррентными.
Бесплатно
Методология сетей с симметричными функциями преобразования нейронов
Статья научная
Представлены основы методологии сетей с симметричными функциями преобразования у нейронов (СФПН), которые находят применение в задачах аппроксимации, распознавания образов, идентификации систем (объектов), создания контроллеров, снижения уровня зашумленности сигналов в информационно-измерительных системах. Особенность структуры таких нейронных сетей (НС) состоит в локализации элементов скрытого слоя в многомерном векторном пространстве (размерность которого идентична размерности входной информации) и в наличии СФПН, зависящей от (метрической) нормы разности векторов локализации элементов скрытого слоя и входного вектор-сигнала. Даны элементы прикладной теории распознавания образов на сети с СФПН; критерий обучения НС на основе функционала, регуляризованного по методу А.Н. Тихонова; общий вид функции аппроксимации и интерполирования, полученный на основе этого критерия с использованием схемы Грина для обратной задачи при преобразовании линейным дифференциальным оператором; метод выбора параметра регуляризации.
Бесплатно
Методы модуляции излучения СО2-лазеров
Статья научная
В обзоре представлены методы модуляции излучения СО2-лазеров. Особое внимание уделено лазерам с ВЧ-возбуждением рабочей смеси, а также методам модуляции добротности резонаторов СО2-лазеров.
Бесплатно
Микрофлюидные аналитические системы (часть 1)
Статья научная
Проведен анализ литературных источников по микрофлюидным аналитическим системам - МФАС. Отмечены главные достоинства МФАС, определяющие высокий аналитический потенциал приборов. Рассмотрены физические принципы функционирования МФАС. Приведены основные формулы, позволяющие определить характеристики МФАС: эффективность, геометрическую дисперсию, качество электрофореза. Рассмотрены экстраколоночные эффекты. Обсуждены процессы микрофлюидики, в том числе безнасосной микрофлюидики. Изучены варианты конструкций микрофлюидных чипов и технологии их получения. Рассмотрены миниатюрные системы полного анализа. Определены приоритетные направления развития МФАС. Выявлены наиболее актуальные системы, создание которых является приоритетной задачей развития аналитического приборостроения в России.
Бесплатно
Статья научная
В первой части работы рассматриваются физические принципы, рентгено- и гамма-оптические схемы различных спектрометрических методов исследования поверхности, которые основаны на геометрии скользящего падения излучения на поверхность исследуемого вещества. Приведены экспериментальные данные, демонстрирующие возможности каждого метода. Приводится общая оптическая схема многофункционального спектрометра для неразрушающего, селективного по глубине, бесконтактного исследования физико-химических свойств поверхности изучаемых объектов.
Бесплатно
