Исследуется твердофазное разрушение поверхности кремния, связанное с генерацией и накоплением дислокаций при импульсно-периодическом воздействии излучения YAG : Nd лазера. Получены зависимости критического числа лазерных импульсов, приводящих к разрушению поверхности, от плотности мощности и периода следования. Приводится интерпретация полученных результатов с позиций механизмов лазерной генерации и накопления дислокаций в поверхностном слое полупроводников.

Рассмотрено точное решение задачи преобразования плоской монохроматической волны конечной во времени последовательностью прямоугольных периодических импульсов диэлектрической и магнитной проницаемостей. Решение рассматриваемой задачи осуществляется методом интегральных уравнений. Получены выражения для преобразованной компоненты электрического поля для любой точки пространственно-временной области. Проведен анализ полученных выражений.

Теоретически и экспериментально исследованы процессы черенковского сверхизлучения при прямолинейном движении электронного сгустка через периодическую замедляющую систему. Моделирование в рамках подхода, основанного на использовании усредненных уравнений, а также прямое численное моделирование в рамках PIC кода КАРАТ показывают, что пиковая мощность микроволновых импульсов пропорциональна квадрату полного числа частиц в сгустке. Этот вывод подтвержден экспериментально. В результате на частоте 39 GHz получены ультракороткие импульсы высокой мощности до 140 MW, длительностью 300 ps. В качестве источника электронов использовался сильноточный субнаносекундный ускоритель РАДАН 303, инжектировавший электронные сгустки с током до 2 кА, длительностью 0.5-1.5 ns и энергией частиц 200-300 keV. Моделирование показывает возможность дальнейшего повышения мощности электромагнитных импульсов до 300-400 MW за счет оптимизации параметров импульса ускоряющего напряжения.

Проведены теоретические, численные и экспериментальные исследования виркатора с предмодуляцией электронного пучка дециметрового диапазона длин волн. Дан анализ возможных механизмов возбуждения генерации в системах с виртуальным катодом (модуляция проходящего тока, эффект отражательного клистрона, инерционная группировка отраженных частиц). Показано, что при использовании в виркаторе двухзазорной электродинамической системы эффективность генерации может быть значительно выше, чем для однозазорной системы. На основе результатов численного эксперимента разработан экспериментальный макет двухсекционного виркатора без внешнего магнитного поля. В экспериментах с использованием сильноточного импульсно-периодического электронного ускорителя в дециметровом диапазоне длин волн была получена одномодовая генерация с мощностью до 1 GW и длительностью ~ 25 ns при эффективности генерации ~ 5%. Продемонстрирована стабильность частоты генерации в течение импульса и от импульса к импульсу, что доказывает определяющее влияние электродинамической системы. За счет варьирования параметров резонатора удалось реализовать непрерывную перестройку частоты генерации виркатора в полосе ~ 15% на половинном уровне мощности.

Вычисляется спектр видимого излучения неоднородного столба цезиевой плазмы. Параметры плазмы соответствуют условиям маломощного импульсно-периодического разряда при давлениях 0.1-1.0 atm и температуре на оси T=5500 K. Вычисления выполнены в приближении локального термодинамически равновесной плазмы. Показано, что в рассматриваемых условиях спектр видимого излучения цезиевой плазмы изменяется от дискретного до непрерывного при возрастании давления от 0.1 до 1.0 atm. Это объясняется в основном ростом интенсивности рекомбинационных 6P- и 5D-континуумов и существенным сдвигом порогов этих континуумов в длинноволновую область (на ~ 100 nm для 6P и на ~ 150 nm для 5D) при возрастании концентрации плазмы до ~ 4· 1017 cm-3. В этих условиях оптическая толщина столба плазмы приближается к единице и средние световые потоки, испускаемые единицей длины столба дуги, достигают 6500 lm/cm при радиусе столба R=2 mm и скважности 0.1.

Приведены результаты исследования влияния внешнего магнитного поля на оптические свойства слоя спиральной периодической среды с учетом магнитооптической активности. Рассмотрен случай нормального падения света на слой, а магнитное поле предполагается направленным вдоль оси среды. Исследованы особенности необратимости (невзаимности) в такой системе. Рассмотрены случаи слабой и большой анизотропии. Показано, что такая система может работать оптическим затвором, оптическим диодом или односторонним отражателем. Выявлены причины возникновения большой необратимости прохождения (отражения).

Аналитическими и численными методами исследованы различные электрофизические характеристики двух двумерных трехкомпонентных двоякопериодических систем. Для ряда значений входящих в задачу параметров вычислены и затабулированы в графическом виде эффективная проводимость, парциальные моменты напряженности электрического поля второго порядка и эффективный коэффициент Холла обеих моделей.

Исследованы условия зажигания и характеристики импульсно-периодического объема разряда в системе сферический анод--плоский катод. Рабочей средой служили смеси Ar/Cl2 (P=<2.0 kPa), используемые в эксимерно-галогенной лампе на системе молекулярных полос 175 nm ArCl(B-X), 257 nm Cl2(D'-A') и 195--200 nm Cl2**. При межэлектродном расстоянии 3 cm, подаче на анод постоянного напряжения (Uch=< 1.0 kV) и заполнении разрядного объема хлором или газовыми смесями Ar/Cl2=0.1-2.0/0.04-0.12 kPa в межэлектродном объеме зажигался устойчивый импульсно-периодический разряд с частотой следования импульсов 1--50 kHz. За счет развития прилипательной неустойчивости плазмы (при которой значительную роль играют процессы образования, распада и диффузии отрицательных ионов Cl2-, Cl-) образуется единичный плазменный домен грушевидной формы со средний диаметром 0.2-3.5 cm.

Рассмотрено влияние дрейфа носителей на дисперсионные свойства и неустойчивости дрейфовых волн и плазменных поляритонов в безграничной полупроводниковой слоисто-периодической структуре. Предполагалось, что во всех полупроводниковых слоях одного типа имеет место дрейф носителей, направленный параллельно границам. Показано, что дрейфовые волны имеют своеобразную зонную структуру спектра, исследованы дисперсионные свойства коллективных плазменных поляритонов при наличии дрейфа, изучены неустойчивости поляритонов и дрейфовых волн, найдены инкременты нарастания.

С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) изучена топография субмикронных периодических структур, сформированных на поверхностях поликристаллического синтетического алмаза, и полиимидных пленок на подложках из плавленого кварца при наносекундных импульсных воздействиях ультрафиолетового излучения эксимерного XeCl лазера с длиной волны 308 nm в схеме четырехлучевой интерференционной лазерной модификации. Показана возможность прямого формирования двумерного периодического рельефа с субмикронным периодом на поверхности алмаза непосредственно импульсным лазерным испарением без применения резистора. Установлено, что в зависимости от экспозиции наблюдаются два различных механизма модификации полиимидных пленок. При экспозициях в диапазоне до 100 mJ/cm2 в полиимиде наблюдается изменение рельефа вследствие увеличения объема в местах интерференционных максимумов. При экспозиции более 100 mJ/cm2 в пленках возникают отверстия. С использованием УФ фоторезистора, экспонированного интерференционным импульсным лазерным облучением, и последующего ионного травления Ar получен периодический рельеф на поверхности плавленого кварца.