Текст уведомления здесь

Кристаллы из Новосибирска сделают российские боевые лазеры мощнее

Среди других перспективных областей приложения таких систем — газоанализаторы для борьбы с террористами и для медицинских исследований.
Добавить в закладки
Комментарии

В Новосибирском государственном университете успешно проведены эксперименты по получению электромагнитных волн с заданными параметрами на кристаллических структурах, полученных из титанил-фосфата калия (KTP). Это первые КТР-структуры, созданные в России, в Уральском федеральном университете. До этого их получали только во Франции, Израиле и Швеции. Они могут использоваться как в диагностике утечек из трубопроводов, так и в ряде военных и медицинских приложений. Об этом сообщает сайт университета.

Нелинейные оптические кристаллы КТР (как правило, по составу близки к КТiOРО4) имеют ценные нелинейно-оптические и электрооптические параметры, позволяющие применять их для электрооптической модуляции (регулирования интенсивности) мощного лазерного излучения. Сегодня для этого часто используются структуры из LiNbO3, но их оптическая стойкость меньше, что снижает параметры лазерных систем на их основе. Помимо этого, структуры из LiNbO3 не позволяют жестко фокусировать излучение накачки, что также негативно отражается на параметрах лазеров на их основе.

Генераторы света на основе периодических структур из KTP работают в средней части инфракрасного диапазона, и поэтому представляют большой практический интерес. Именно в ней находятся полосы поглощения ряда видов взрывчатки и отравляющих веществ. Газоанализаторы на их основе могут быть полезны не только в области борьбы с терроризмом, но и для обнаружения утечек природного газа и жидких углеводородов из трубопроводов. Экспресс-газоанализаторы высокой чувствительности найдут применение и в медицине. Кроме того, высокая мощность лазеров на КТР-структурах в теории может сделать их эффективным решением для военных.

До сих пор КТР-структуры изготавливались только в трех зарубежных странах. В этот раз все — от подложки до самих периодических структур, а также полировка и изготовление антиотражающих поверхностей было сделано в России. Для отечественной промышленности это крайне актуально, поскольку для целого ряда программ — не только в ВПК, но и в продвинутых отраслях медицины — поставка сложных комплектующих из-за рубежа может быть прекращена из-за санкций в любой момент. Следует отметить, что ранее попытки создания КТР-структур в нашей стране предпринимались, но, как отмечают разработчики из НГУ, «ни к чему не привели». Лишь теперь ситуация изменилась.

Чтобы достигнуть этого, в НГУ на первом этапе тщательно исследовали физические и оптические свойства образцов КТР от иностранных производителей и определили оптимальные параметры их пластинок, позволяющие создать регулярную, правильную доменную структуру таких кристаллов. Затем, на основании этих данных, в Уральском федеральном университете смогли изготовить такие структуры. На их основе удалось генерировать электромагнитные волны со строго заданными параметрами — добиться того же результата, что и для импортных КТР-структур.

В настоящий момент ученые уже приступили к изготовлению более крупных рабочих образцов объемных КТР-кристаллов размером 4 на 4 на 20 миллиметров. При таких размерах они могут использоваться в мощных источниках излучения в средней части инфракрасного диапазона.

На этих системах уже ведутся исследования по экспресс-анализу выдыхаемого воздуха для медицинской диагностики в Томске и Германии. Дело в том, что в дыхании людей, подверженных тем или иным болезням, содержится больше нормы, например, ацетона и ряда других газов. По их соотношению можно быстро диагностировать ряд болезней — от диабета до проблем с печенью. Ученые намерены модернизировать эти приборы с учетом последних результатов исследований в НГУ. Предполагается, что за счет этого медицинские газоанализаторы удастся сделать проще, дешевле и при этом более долговечными, что увеличит срок их эксплуатации.

Сейчас в НГУ ведутся работы по созданию периодических структур из KTiAsO4 (KTA-структуры). Они используются для генерации электромагнитных волн со строго заданными параметрами в первом окне прозрачности атмосферы (с длиной волны 3−5 микрометров). Такие лазеры обладают тем преимуществом, что их волны довольно слабо поглощаются в атмосфере. Это делает их особенно эффективными в полевых условиях. Они могут применяться в различных областях — от лазерных дальномеров до боевых лазеров, для борьбы с беспилотниками, а также для создания беспроводных систем связи с большой пропускной способностью.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Госзакупки прояснили характеристики будущей российской сверхтяжелой ракеты

Летать она начнет после 2028 года, а ее основной целью будут миссии к окололунной станции.
Добавить в закладки
Комментарии

Контракт об эскизном проектировании российского космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса (КРК СТК) впервые прояснил ряд конкретных черт этого носителя. Из них видно, что его реализация в планируемом на сегодня виде сравнительно маловероятна. Соответствующая информация опубликована на сайте zakupki.gov.ru.

Контракт между Роскосмосом и РКК «Энергия» имеет приложение, в котором описывается ряд требований к ракетному комплексу сверхтяжелого класса. Из них следует, что он должен будет выводить как минимум 80 тонн полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту и не менее 20 тонн — к низкой полярной окололунной орбите (200 километров).

Модифицированные версии с помощью межорбитального буксира (в тексте — МБ) смогут вывести к Луне до 27 тонн. Такая масса соответствует тяжелым версиям корабля «Федерация» (в тексте обозначен как ПТК НП) и модулям для окололунной станции, создать которую близ нашего естественного спутника недавно предложили США. По всей видимости, на эти нужды пока и ориентируется российский сверхтяж.

Следует различать межорбитальный буксир из контракта на эскизное проектирование и ядерный космический буксир, который разрабатывался в России ранее. Межорбитальный буксир, о котором идет речь в контракте, — это просто кислородно-водородная дополнительная ступень, которая сможет поднять массу полезной нагрузки, выводимой проектируемой сверхтяжелой ракетой к Луне. Она технически куда проще, но лишена возможностей ядерного буксира, способного, в теории, к доставке космических аппаратов к Марсу и более далеким объектам в умеренные сроки. [ ... ]

Читать полностью

Огромный помёт бурого медведя поставил рекорд выживаемости

На Дальнем Востоке впервые зарегистрировали случай, когда пятеро бурых медвежат из одного помета перенесли самый опасный год жизни без потерь.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Национального парка «Земля леопарда» в ходе нескольких проверок фотоловушек дважды, с разницей в несколько месяцев, зафиксировали одну и ту же медведицу и пятерых медвежат рядом с ней. Примерный возраст детенышей на фотографиях таков, что можно предположить: сейчас им более двух лет. Это первый известный случай, когда столь крупный помет бурого медведя в полном составе перенес первый и второй годы жизни, когда вероятность гибели медвежат максимальна. Научная статья опубликована в журнале «Nature Conservation Research. Заповедная наука».

Для обнаружения медведей использовались автоматические фотоловушки, расположенные на территории национального парка. Это камеры, делающие снимки в тот момент, когда в поле их зрения движется крупный объект. Их главная цель — леопарды, однако фотоловушки могут фиксировать и появление других животных: кабанов, тигров, медведей, оленей и т.п. Фотоловушки позволяют получать информацию о состоянии, перемещениях и численности зверей, не вмешиваясь в их жизнь. Таким образом, влияние такого способа наблюдения за дикими животными на их повадки сведено к нулю.

Первые снимки бурой медведицы и пятерых ее детенышей были сделаны автоматической фотоловушкой, расположенной на стволе одного из деревьев в дубовой роще близ притока реки Барабашевка, 24 марта 2017 года. На этих фотографиях медвежата выглядят примерно как годовалые. Бурые медведи производят на свет потомство в январе или феврале, и, если бы эти детеныши родились в 2017 году, они бы выглядели гораздо мельче и моложе. Вторая серия фотографий была получена 6 декабря 2017 года с помощью фотоловушки, находящейся в смешанном лесу в 22 километрах от первой. На них запечатлены пятеро медвежат и их мать. Вероятность того, что эта фотоловушка «поймала» другую группу животных, крайне мала. Таким образом, на момент декабрьской автоматической съемки детенышам было уже почти два года.

Пять медвежат — очень крупный помет. Известны случаи рождения пяти и даже шести детенышей сразу, но еще не было зарегистрировано такого, чтобы до года дожили все медвежата из такого «выводка». Группы по три-четыре годовалых медвежонка встречаются редко. Среднее число детенышей в помете, переживших первый год, составляет 1,5—1,8 (на Камчатке). Таким образом, дальневосточные ученые нашли не просто необычно большой выводок бурых медвежат, но и наиболее крупный, в котором все достигли возраста двух лет. [ ... ]

Читать полностью

Российские ученые нашли причину интеллектуальной деградации при простуде

Избыток вырабатываемых самим организмом веществ, поддерживающих воспаление, и недостаток веществ, снижающих интенсивность воспаления, приводят к ухудшению способности запоминать даже самую важную информацию.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБФ) РАН в г. Пущино обнаружили, что недостаток противовоспалительных цитокинов мешает крысам запоминать опасные места, где их бьют током. Таким образом, выявлена очередная связь между работой нервной и иммунной систем. Научная статья опубликована в журнале NeuroReport.

Более ранние исследования показали, что на память организма влияют в том числе идущие в нем воспалительные процессы. Их высокая интенсивность снижает способность к запоминанию нового. Скорее всего, это одна из причин, почему больной гриппом или ОРВИ человек чувствует себя малоспособным к активной умственной деятельности. В реакциях воспаления большую роль играют небольшие белковые молекулы, выделяемые клетками иммунной системы, — цитокины. Они связываются с рецепторами на поверхности других клеток и в зависимости от своего строения подают им сигнал одного из двух типов: либо приказывающий усилить воспалительные реакции, убивая источник заражения и близлежащие к нему клетки, либо, наоборот, заставляющий ослабить воспаление. Такие цитокины называются провоспалительными и противовоспалительными соответственно.

Известно, что повышенная концентрация провоспалительных цитокинов в крови и межклеточной жидкости ухудшает способность лабораторных животных к обучению в стандартных экспериментальных задачах. Биологи из Пущино решили проверить, влияет ли на память животных изменение уровня сигнала от противовоспалительных цитокинов, то есть молекул с обратным иммунным эффектом. Для этого они использовали несколько групп крыс.

Всех крыс поделили на три экспериментальные и одну контрольную группы. Предварительно у всех грызунов выработали рефлекс пассивного избегания. Подопытных животных закрывали в особой камере с двумя отсеками — ярко и тускло освещенным. Крысы — ночные животные, поэтому они склонны проводить большую часть времени в затемненном отсеке. Но через 30 секунд после того, как животное заходило в него, на решетчатый пол тускло освещенного отсека подавали электрический ток. «Задачей» грызунов было запомнить, что в данном помещении им причиняют боль, и перестать заходить в инстинктивно привлекательный затемненный отсек. [ ... ]

Читать полностью