Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Лазерная физика

О.Э. МОЛЧАНОВА Научный руководитель – А.П. КУЗНЕЦОВ, д.ф.-м.н. доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

КОМПАКТНЫЙ МОНИТОР ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИЙ КРОВИ НА ОСНОВЕ СПЕКЛ-ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Целью работы является создание неинвазивной технологии для измерения скорости кровотока в микрососудах, принцип действия которой основан на явлении спекл-интерференции.

Предложенная в 1980-х годах, лазерная спекл-интерферометрия нашла свое применение во многих областях современной науки и техники. Данная технология привлекает к себе все большее внимания, в том числе и изза возможности ее применения в биомедицинских целях [1,2]. В частности, для мониторинга параметров кровеносной системы человека. Наиболее значимые преимущества данной технологии связаны с возможностью получать данные о состоянии пациента неинвазивным способом и в реальном времени, что является исключительной характеристикой среди подобных технологий.

Предметом исследования в рамках научно-исследовательской работы является разработка компактного устройства на основе принципов спеклинтерферции для измерения скорости кровотока в кровеносных микрососудах глаза, в частности в бульбарной конъюнктиве глаза.

При попадании лазерного света на диффузную поверхность, возникает спекл-картина. При этом, если диффузная среда движется, меняется и спекл-изображение исследуемой области. В результате, исходя из изменений положения спеклов, можно судить и о характере движения среды. На данном этапе исследования ведется создание именно такой системы обработки фото и видео материалов движущихся диффузных объектов.

Проведены предварительные эксперименты, и отработаны алгоритмы двухмерных измерений циркуляций крови в микрососудах.

Список литературы

1.Boas, D., Dunn, A. K. Laser speckle contrast imaging in biomedical optics // Journal of Biomedical Optics, 15(1), 011109 (2010). doi:10.1117/1.3285504.

2.Nadort, A., Woolthuis, R. G., van Leeuwen, T. G., Faber, D. J. Quantitative laser speckle flowmetry of the in vivo microcirculation using sidestream dark field microscopy // Biomedical Optics Express, 4(11), 2347–61. (2013) doi:10.1364/BOE.4.

_______________________________________________________________________

76 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Лазерная физика

М.В. ПОНАРИНА Научный руководитель – А.П. КУЗНЕЦОВ, д.ф.-м.н., доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ТРЕХКООРДИНАТНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ ИНДЕНТОРОВ НАНОТВЕРДОМЕРОВ С СУБНАНОМЕТРОВОЙ ТОЧНОСТЬЮ

Представлена разработка лазерного гетеродинного интерферометра, позволяющего определить функции поверхности наконечников зондов существующих

коммерческих нанотвердомеров.

Измерение твердости на нанометровом масштабе линейных размеров чрезвычайно актуально при исследовании тонких пленок и покрытий, а также при изучении свойств отдельных фазовых и структурных составляющих различных сплавов. Часто твердость, измеренную при малых глубинах внедрения индентора в материал, называют нанотвердостью. Величина твердости материала в нано-объеме определяется вдавливанием острого алмазного наконечника с одновременной регистрацией, приложенной к индентору нагрузки и перемещения индентора под действием этой нагрузки. При работе всех нанотвердомеров существует проблема точного определения формы индентирующего наконечника. Известно, что при взаимодействии с твердыми поверхностями, геометрия наконечника изменяется (затупление кончика, стачивание ребер и т.п.). Все эти параметры влияют на площадь поверхности наконечника зонда и, как следствие, на определение характеристик материала. Таким образом, для проведения достоверных измерений нанотвердости требуется обеспечение метрологического контроля формы наконечника индентора с субнанометровой точностью. В качестве основы для создания системы, способной проводить характеризацию формы поверхности инденторов нанотвердомеров, была выбрана лазерная интерферометрия, обеспечивающая высокую точность и метрологичность измерений.

В работе предлагается трехкоординатный гетеродинный лазерный интерферометр с поляризационным разделением лучей в опорном и измерительном плечах. Разработанная оптическая схема позволяет встраивать интерферометр в серийно выпускаемые нанотвердомеры. Диапазон измерений интерферометром по всем трем осям составляет 100х100х10 мкм, разрешение измерений 0,01 нм.

_______________________________________________________________________

ФИЗИКА ПУЧКОВ И УСКОРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ НЕТРАДИЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Р.В. ДОНЕЦКИЙ, Я.В. ШАШКОВ Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ГАРМОНИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА НА ВНЕШНЮЮ ДОБРОТНОСТЬ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ

Исследовано изменение внешней добротности в структуре из двух гармонических сверхпроводящих резонаторов, работающих на частоте 800 МГц, при изменении основных размеров этих резонаторов.

Для цепочки сверхпроводящих гармонических резонаторов, работающих на частоте 800 МГц, рассчитано изменение внешней добротности

и частоты основной волны при отклонении основных размеров ре-

зонаторов относительно номинальных значений. Геометрия структуры, состоящей из двух резонаторов, дипольных и широкополосных каплеров и системы ввода мощности, представлена на рис. 1 [1]. Расчеты проводи-

лись в CST MWS [2].

Рис. 1. Геометрия ускоряющей структуры

________________________________________________________________________

78 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

Геометрические размеры резонатора представлены в таблице 1 и обозначены на рис. 1.

Таблица 2. Изменение внешней добротности и частоты основной волны при изменении параметров резонатора

При изменении значения каждого параметра на внешняя добротность основной волны изменяется менее чем в 3 раза. Частота ос-

новной волны изменяется менее чем на 5 МГц. Эти данные необходимо учитывать при задании точности изготовления резонаторов.

Список литературы

1.Comparison of higher order modes damping techniques for 800 MHz single cell superconducting cavities // Ya. V. Shashkov et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, v. 767, 2014, p 271–280.

2.http://www.cst.com // CST Studio Suite User Manual

_______________________________________________________________________