Белотелов Иван Иванович. Влияние точности позиционирования модулей трековых детекторов на реконструкцию физического сигнала в экспериментах Hera-B и CMS и геометрическое выравнивание внешнего трекера детектора Hera-B: Автореф. дис. канд. физико-математических наук : 01.04.23 / НИИЯФ МГУ, 2006

Излагается методика выбора оптимального амплитудного интервала для импульсов пропорционального счетчика в условиях, когда уровень полезного сигнала сравним с уровнем собственного фона. Показано, что для случая гауссовой функции амплитудного распределения импульсов счетчика оптимальный интервал соответствует 1.4sigma. Применение методики демонстрируется на тестовом примере обработки рентгеновского спектра Kalpha железа.

Рассмотрен отличный от режима высокого разрешения по энергии случай, когда отношение протяженности рабочей зоны детектора к длине дрейфового смещения носителей нельзя считать малым (<<1). Анализ проведен применительно к детекторам на основе полуизолирующего арсенида галлия (SI GaAs) при регистрации короткопробежных ионов. Полагается, что основной захват носителей происходит во время их дрейфа. Показано, что получаемые выражения для амплитуды сигнала и формы спектра содержат три независимых параметра. Определение их значений в ходе эксперимента позволяет найти величину средней напряженности поля и скорости его распространения в структуре в функции приложенного напряжения, а также величину времени жизни носителей до захвата и меру неоднородности захвата по объему рабочей зоны детектора.

Аналитически исследован одномерный ансамбль (цепочка), состоящий из большого числа взаимодействующих бистабильных элементов. Найдены стационарные отклики на сигнал как с учетом, так и без учета воздействия шума на цепочку. Сравнение откликов указывает на усиление сигнала при наличии шума в ансамбле. При этом отклик цепочки превышает отклик отдельного элемента на фактор, который экспоненциально возрастает с ростом постоянной взаимодействия. Сделан вывод об усилении эффекта стохастического резонанса в результате взаимодействия бистабильных элементов.

Получено выражение для сигнала с фотоприемника на ультразвуковой частоте, возникающего в результате смешения на его фотокатоде полей волн дифракции в случае ограниченных в пространстве оптического и звукового пучков и малых углов Брэгга. Проведены измерения переменного тока при освещении рассеивающей среды, пересекаемой сфокусированным ультразвуковым пучком с частотой 3 MHz, непрерывным излучением He--Ne лазера. Удовлетворительное соответствие экспериментальных данных результатам расчета по полученным формулам свидетельствует о правомерности предложенного представления об акустооптическом взаимодействии в среде --- дифракции Рамана--Ната. Теоретически предсказаны и экспериментально подтверждены оптимальные с точки зрения максимального сигнала и отношения сигнала к шуму условия измерения переменного тока, являющегося параметром акустооптической визуализации.

Построена теория, позволяющая проводить одномерное нелинейное многомодовое моделирование черенковского мазера нетрадиционной конфигурации (антенны-усилителя [1,2]), в котором трубчатый релятивистский электронный пучок распространяется в круглом волноводе с диэлектрическим стержнем, а рабочей модой является основная азимутально-несимметричная мода HE11. Обнаружена возможность нарастания гармоник частоты входного сигнала за счет попадания их в полосы усиления высших мод системы. При определенных параметрах уровень выходной мощности на второй или третьей гармониках может существенно превышать мощность усиленного сигнала на основной частоте. Соотношением мощностей гармонических составляющих выходного сигнала можно эффективно управлять за счет вариации места вывода электронного пучка из области взаимодействия либо изменением частоты на входе, либо переключением поляризации входного сигнала с линейной на круговую.

Изложена методика спектрального анализа, основанная на аппроксимации последовательности отсчетов сигнала тригонометрическим полиномом первого порядка с изменяющейся частотой его гармонических функций, позволяющая оценить параметры составляющей, на два порядка меньшей уровня помехи, при отношении частот, равном 0.82.

Рассмотрена временная зависимость суммарного сигнала группы тесно расположенных акустических или электромагнитных излучателей, излучающих одинаковые (с точностью до амплитудного множителя) сигналы. Показано, что при достаточной длительности сигнала временная зависимость суммарного сигнала системы излучателей близка к временной зависимости сигнала одного излучателя с точностью до времени задержки, которое не обязательно совпадает со световым (или звуковым) временем запаздывания сигнала от системы излучателей до точки наблюдения. В разных точках пространства это время задержки может быть больше или меньше световго (звукового) времени задержки, положительно или отрицательно. Это является следствием экстраполяции временной зависимости сигнала в прошлое или будущее при сложении (интерференции) по-разному задержанных и ослабленных копий одного и того же сигнала, созданных разными излучателями. Одним из результатов этой экстраполяции при передаче \glqq обрезанного\grqq спереди или сзади сигнала является восстановление его временной зависимости, т. е. прием непереданной части сигнала.

-1 Впервые теоретически исследована возможность формирования эффективной двухлучевой диаграммы направленности при брэгговской акустооптической дифракции. Показано, что увеличение эффективности диффракции в основные лучи возможно при подмешивании к двухчастотному сигналу дополнительных спектральных составляющих, соответствующих ближайшим комбинационным частотам. Подмешивание дополнительного сигнала осуществлено в рамках оригинальной радиотехнической системы полиноминальной нелинейной коррекции управляющего сигнала. Проведено экспериментальное исследование брэгговской дифракции на корректированном сигнале в высокоэффективном модуляторе из парателлурита (TeO2). Получено удовлетворительное согласие с теорией и достигнуты перспективные для практики результаты. В частности, совокупная максимальная эффективность дифракции в два основных луча повышена с 68 до 79%. PACS: 78.20.Hp, 07.60.-j

Сформулирована теория возмущения, которая позволила рассчитать влияние тепловой нелинейности (ТН), обусловленной температурной зависимостью теплофизических величин сильнопоглощающих и низкотеплопроводящих систем на параметры фотоакустического (ФА) сигнала при ее газомикрофонной регистрации. Установлено, что зависимость амплитуды ФА-сигнала от интенсивности падающего луча I0 определяется зависимостью температуры освещенной поверхности образца от I0 и является достаточно сложной, вместо ожидаемой квадратичной; для предельных случаев (musbeta<< 1 и musbeta>> 1) этот вклад в амплитуду ФА-сигнала определяется простыми выражениями, что весьма удобно для определения термических коэффициентов теплофизических параметров исследуемых сред. Обнаружено, что существенное влияние ТН на фазу ФА-сигнала проявляется в области частот, удовлетворяющих условию musbeta~ 1, а для предельных случаев это влияние незначительно. Предложена теория генерации второй гармоники ФА-сигнала, обусловленной температурной зависимостью теплофизических величин буферного газа и образца. Показано, что амплитуда этого сигнала квадратично зависит от интенсивности падающего луча, а от частоты зависит как omega-3/2 при musbeta>> 1 и omega-5/2 при musbeta<< 1. PACS: 43.45.Ud