Кафедра фізичних основ електронної техніки (ФОЕТ)

Постійний URI для цієї колекції

Перегляд

Останні подання

Зараз показано 1 - 20 з 491
  • Публікація
    Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup
    (2023) Machekhin, Yu. P.; Herasymov, S. S.; Hnatenko, O. S.
    Дана стаття присвячена моделюванню, проектуванню та подальшій розробці практичної установки малогабаритного твердотільного лазера з середовищем посилення Nd:YAG та діодною накачкою. Твердотільні лазери існують близько 50 років і зазнали як позитивних, так і негативних аспектів під час своєї еволюції. Тим не менш, вони завжди займали важливе місце в багатьох галузях промисловості, наукових дослідженнях і повсякденній діяльності. На сьогоднішній день, такі пристрої широко використовуються та розвиваються в локації, виробництві, медицині та військовій техніці. Тому розробка та оптимізація їх структури залишається актуальною та важливою проблемою. Виявлено основні параметри компонентів компактного Nd:YAG лазера з діодною накачкою, які можуть бути реалізовані в конструкції далекоміра. Основні результати роботи. Розроблено та промодельовано Nd:YAG лазер з габаритними розмірами 350 x 25 x 25 мм; розміри лазерної активної головки 110 x 25 x 25 мм. Діодна накачка являє собою матрицю з шести діодів потужністю 90 Вт кожен, які працюють в імпульсному режимі тривалістю 250 нс. Резонатор складається з двох дзеркал, з коефіцієнтом відбиття на виході від 0,66 до 0,74. Активний елемент має довжину 72 мм. З такими параметрами лазера перший гігантський імпульс після початку накачування був досягнутий за 59 мкс, вихідна енергія 25 мДж і ефективність лазерної системи 22 %. Додатково генерувалися наступні імпульси випромінювання з інтервалом часу 4 мкс. Отримані в роботі результати дозволяють створити твердотільний лазер з діодною накачкою з енергією випромінювання на виході до 25 мДж і компактними розмірами резонатора близько 80 x 25 x 25 мм. This paper is dedicated to the modeling, design, and consequent construction of the practical setup of the small-size solid-state laser with Nd:YAG gain medium and the diode pumping. Solid-state lasers have been in existence for around 50 years and have experienced both positive and negative aspects during their evolution. Nevertheless, they have always held an essential position in numerous industries, scientific endeavors, and everyday activities. Nowadays, such devices are widely used and developed in location, manufacturing, medicine, and of course in military. Hence, the development and optimization of their structure remain a pertinent and important issue. The research reveals the basic component parameters for a compact Nd:YAG laser with diode pump, which can be implemented in the construction of range-finder. The main results of the work. Nd:YAG laser with overall dimensions of 350 x 25 x 25 mm was developed and modeled; the dimensions of the laser active head are 110 x25 x 25 mm. Diode pumping is a matrix of six diodes with a power of 90 W each, which operate in a pulse mode with a duration of 250 ns. The resonator consists of two mirrors, with an output reflectance from 0.66 to 0.74. The active element is 72 mm long. With these laser parameters, the first giant pulse after the start of pumping was achieved at 59 µs, an output energy of 25 mJ, and a laser system efficiency of 22 %. Additionally, the following radiation pulses were generated with a time interval of 4 µs. The results obtained in this work make it possible to create a diode-pumped solid-state laser with an output radiation energy of up to 25 mJ and have compact cavity dimensions of about 80 x 25 x 25 mm.
  • Публікація
    Fibre-Optic Temperature Sensor Using Bragg Structure
    (2023) Kukhtin, S. М.; Hnatenko, O. S.
    Волоконно-оптичні сенсори зарекомендували себе як інноваційна та універсальна технологія вимірювання різних фізичних величин, таких як температура. Окрім цього, особливі властивості оптичних волокон, у деяких випадках, роблять волоконно-оптичне зондування єдино прийнятним вибором зважаючи на умови експлуатації, точність, можливість дистанційної роботи. У цій статті нами представлено простий волоконно-оптичний сенсор температури, що використовує відбиваючий елемент Брегга як чутливий елемент. Основна перевага запропонованого підходу полягає у використанні широко доступних недорогих телекомунікаційних компонентів, таких як РЗЗ лазер як джерело світла та широко доступні компоненти волоконної оптики. Ще однією перевагою датчика є методика вимірювання, яка не потребує оптичного спектрометра, чи інших точних оптичних вимірювань, таких як інтерферометрія. Показано, що реалізуючи різні бреггівські структури для чутливого елемента, можна змінювати оптичний відгук, таким чином досягаючи необхідних характеристик сенсора. Розрахунки для сенсорної головки Брегга представлені як для датчика вузького діапазону, придатного для медичного використання, так і для датчика температури з широким діапазоном вимірювань ΔT ~ 200 °C. Також ця стаття містить короткий огляд широко використовуваних волоконно-оптичних методів вимірювання температури, їх переваги та застосування. Fiber-optic sensing has established itself as an innovative and versatile measurement technology for various physical parameters, such as temperature. Moreover, particular properties of optical fibers, in some cases, make fiber-optic sensing only suitable choice due to operation conditions, precision and accuracy, possibility of remote operation. In this paper we present the simple fiber optic temperature sensor system that utilizes reflective Bragg element as a sensing head. The main advantage of the proposed approach relies on the use of widely available low-cost telecommunication devices, such as a DFB laser as a light source and commonly used fiber optics components. Another advantage of the sensor is measurement technique that doesn’t require optical spectrometer or other precise optical measurements such as interferometry. It is shown that by implementing various Bragg structures for the sensing element it is possible to alter optical response thus achieving required characteristics of the sensor. Calculations for Bragg structures are presented for both narrow range sensor suitable for medical use and wide range temperature sensor with ΔT  200 °C. In addition, this paper provides brief review of commonly used fiberoptic temperature sensing techniques, their advantages and application.
  • Публікація
    Лазерні адитивні технології обробки матеріалів
    (ХНУРЕ, 2023) Білоусько, М. В.
    The application of laser additive technologies is considered. The degree of impact of laser radiation on the material depends on the size of the beam and the scanning speed. When a laser beam hits the surface of a material, some light is reflected, some is absorbed, and some may be transmitted, depending on the optical properties of the workpiece
  • Публікація
    Фотонно-кристалічний біосенсор для вимірювання концентрації алкоголю в рідині
    (ХНУРЕ, 2023) Гонтаренко, І. Ю.
    Nowadays, the demand for biosensors that can detect physiological change by means of investigating samples containing bio ingredients has been increased tremendously. There are a variety of applications, such as in medical diagnostics, drug discovery, detection of pollutants and the food industry, in which these biosensors have found their commendable utilization. The photonic and plasmonic biosensors may also be efficiently used for the degradation of organic waste from water waste to make it reusable
  • Публікація
    Високодобротні резонансні мікросистеми для біодетектування окремих молекул
    (ХНУРЕ, 2023) Герасимюк, М. В.
    Optical resonant biosensors with a highquality factor are considered. The advantages of various resonator circuits for use in biosensors are shown. Particular attention is paid to the configurations of biosensors that are capable of detecting individual micro- and nanoscale biological objects. The main physical mechanisms that can be used to increase the sensitivity of resonant biosensors are considered. Various tools for modeling biosensors based on optical nanocavities are discussed
  • Публікація
    Голографічні технологіі збереження інформації
    (ХНУРЕ, 2023) Моруженко, Д. О.
    Голографія як технологія збереження інформації Голографія - це технологія зберігання інформації, яка використовує світлові хвилі для створення тривимірних зображень об'єктів. У той же час кожна частина зображення зберігається на іншому шарі світлочутливого матеріалу.
  • Публікація
    Дослідження фокусувальних властивостей градієнтної лінзи люнебурга
    (ХНУРЕ, 2023) Цівінський, В. М.
    This work is devoted to investigation of the focusing properties of gradient Luneburg lens. The analysis of the gradient lens is performed using a three-dimensional computer model. Incidence of the light ray bundle on the gradient spherical lens is considered. Patterns of the ray trajectories are calculated at both outside and inside gradient lens. Effect of the focal shift parameter on trajectories pattern is investigated. Developed computer model can be used for investigation of different type of gradient lenses
  • Публікація
    Діелектричні та метал-діелектричні багатошарові покриття для лазерної оптики
    (ХНУРЕ, 2023) Катасонов, Д. О.
    Dielectric and metal-dielectric multilayer coatings are considered. These coating use in science, medicine, industry and other fields. Especially they take their place in laser systems, quantum computers, and measuring devices. Such kind of coating allows to reduce reflection and increase light transmission through glass and other materials
  • Публікація
    Волоконно-оптичні датчики на основі брегівських решіток
    (ХНУРЕ, 2023) Яшин, М. В.
    The structure, principle of action and application are described. These sensors are capable of measuring a variety of physical parameters, such as temperature, strain, stress, pressure, etc., and they have found applications in many fields of industry, medicine, science, and ecology due to their advantages such as high measurement accuracy and the ability to work under high temperature conditions, moisture, aggressive environments and hard-to-reach places.
  • Публікація
    Застосування лазерів В 3D принтерах
    (ХНУРЕ, 2023) Перцевий, А. А.
    3D printing technologies provide new opportunities for the implementation of engineering ideas and prototyping. Considering the wide development of three dimensional printing technologies, there is a need to analyze their work in order to identify ways to increase efficiency and eliminate shortcomings in work. This paper examines the use of lasers in 3D printers and the type of printing in which they are used. Two printing technologies using lasers are described
  • Публікація
    Сучасні волоконні інтерферометри
    (ХНУРЕ, 2023) Саєнко, Є. О.
    The purpose of this report is to consolidate knowledge related to the main physical processes that take place in modern fiber interferometers, the history of their origin, the structure of these devices, the principle of their operation, the main parameters and characteristics, and their application in various fields. The main types of modern fiber interferometers, namely the Mach-Zehnder, Fabry-Perot and Michelson interferometers, are considered
  • Публікація
    Волоконний гіроскоп
    (ХНУРЕ, 2023) Кульбашник, М. О.
    The purpose of this work is to consolidate knowledge related to the main physical processes that take place in fiber gyroscopes. The structure of these devices, the principle of their operation, the main parameters and characteristics, the acquisition of practical skills for independent calculation of the real characteristics of devices and the mastering of their design methods are considered in this report.
  • Публікація
    Керована кутова фільтрація оптичного випромінювання на основі застосування гіротропних матеріалів
    (ХНУРЕ, 2023) Богданов, В. С.
    One of the possible configurations of a spatial filter based on the one dimensional magnetophotonic crystal with gyrotropic elements is considered. A computer model is constructed on the base of finite elements method. Controllable transformation of the point source radiation field into wave beams is investigated numerically.
  • Публікація
    Лазерні косметологічні технології
    (ХНУРЕ, 2023) Колесник, О. В.
    This work describes the area of use of lasers in cosmetology. The influence of different temperatures on biological tissue is given. The calculation of the depth of penetration is also considered and the maximum depth of penetration into the skin is indicated. An example of a laser with three wavelengths is given.
  • Публікація
    Застосування лазерних допплерівських технологій для віброметрії
    (ХНУРЕ, 2023) Сологуб, М. К.
    A variety of uses for the Doppler effect, its application in practice and theory, are considered. Changing the frequency and, accordingly, the wavelength of the radiation are perceived by the observer (receiver) due to the movement of the radiation source relative to the observer. Basics of the self-mixing laser Doppler vibrometry are considered. This technique is used for miniaturization of the laser Doppler vibrometry systems
  • Публікація
    Моделювання параметрів пучків лазерного випромінювання для проектування метрологічного обладнання
    (ХНУРЕ, 2023) Стрілець, І. О.
    Laser technology includes devices (devices, installations) that use laser radiation to implement their functions. In the work, the questions regarding the use of physical optical propagation in Opticstudio, the computer package for modeling rays - ZEMAX Opticstudio were considered. Work was carried out on setting up the Gaussian source in OpticStudio, using: sequential beams, nonsequential beams, paraxial Gaussian beams, propagation of physical optics. Research methods are analytical, numerical and experimental using the Physical Optics Propagation (POP) tool in OpticStudio (Zemax).
  • Публікація
    Маркування та гравірування за допомогою лазера
    (ХНУРЕ, 2023) Корсун, Г. А.
    Different processes for processing materials with laser modifications on the basis of any possible faster preparation of the final product were considered. All methods work on pulsed lasers. These methods do not use inks, pigments, powders, or anything like that. Such marking methods, with the help of lasers, have high quality and very good resolution of the mark, drawing, engraving.
  • Публікація
    Типові конструкції волоконно-оптичних кабелів зв'язку
    (ХНУРЕ, 2023) Рахубовський, Д. О.
    This work is devoted to typical constructions of fiber-optic communication cables. We considered the definition of fiber-optic communication lines and what are their advantages over other communication lines. The main elements of fiber-optic communication cables and typical designs of VOK were also considered
  • Публікація
    Лазерні, оптико-електронні прилади та системи. Ч. 3. Фемтосекундні лазери для інформаційно-вимірювальних технологій.
    (2023) Гнатенко, О. С.
    В монографії розглянуто сучасний стан забезпечення синхронізації мод в волоконних лазерах з фемтосекундною тривалістю імпульсів, які застосовуються в інформайно-вимірювальних технологіях. Розглянуто методи синхронізації мод в волоконних лазерах: активні – з використанням електрооптичних, акустооптичних та електроабсорбційних модуляторів. Описано фізичні принципи методу нелінійної еволюції стану поляризації мод в волоконних лазерах для забезпечення синхронізації мод. Описано та розроблено теоретичну модель синхронізації мод волоконного лазера за допомогою РК комірок, яка дозволяє отримати генерацію фемтосекундних імпульсів випромінювання. Представлено експериментальний макет волоконного лазера з синхронізацією мод за допомогою рідкокристалічних комірок. Монографія розрахована на наукових співробітників, інженерно-технічних робітників, які займаються дослідженнями та розробкою, виготовленням лазерних пристроїв різного призначення. Також вона може бути корисна для аспірантів, студентів та курсантів відповідних спеціальностей вищих навчальних закладів при вивченні предметів пов’язаних з лазерною та оптико-електронною технікою, прикладною фізикою та інформаційно-вимірювальними технологіями.
  • Публікація
    Невзаємний фотонно-кристалічний хвилевід з феритовими елементами
    (ХНУРЕ, 2022) Нєвров, В. Ю.
    Photonic crystal waveguide with ferrite elements is considered. Numerical investigations of electrodynamic characteristics of the waveguide are performed on base of packages MPB and MEEP using. Dispersion characteristics and spatial distributions of the electromagnetic field components are calculated. One-way guiding due to effect of external magnetic field is shown by means of band diagrams and time scaling calculations.