Search

Тема выпускной квалификационной работы: «Исследование электронной температуры плазмы фольговым спектрометром в токамаке «Глобус-М2». Данная работа посвящена методу исследования плазмы токамака с помощью диагностики мягкого рентгеновского излучения. Такая диагностика может быть применена для измерения электронной температуры плазмы, для изучения Ð²Ð½ÑƒÑ‚Ñ€ÐµÐ½Ð½Ð¸Ñ ÐœÐ“Ð” колебаний плазмы, и определение расположения Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð¾Ð²ÐµÑ€Ñ Ð½Ð¾ÑÑ‚ÐµÐ¹, оценки потери электронов за счет электронно-циклотронной эмиссии ECE и ÑƒÐ±ÐµÐ³Ð°ÑŽÑ‰Ð¸Ñ ÑÐ»ÐµÐºÑ‚Ñ€Ð¾Ð½Ð¾Ð², возможности отслеживания ELM событий.На сферическом токамаке Глобус-М2 для измерения электронной температуры плазмы установлена диагностика томсоновского рассеяния, которая собирает данные в 10 Ð¿Ñ€Ð¾ÑÑ‚Ñ€Ð°Ð½ÑÑ‚Ð²ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð¾Ð±Ð»Ð°ÑÑ‚ÑÑ Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ð¾Ð³Ð¾ шнура от 5 до 20 раз в течение разряда токамака. Высокая стоимость и ограниченный срок работы лазера не позволяли постоянно использовать эту диагностику. Фильтровая спектрометрия обеспечивала непрерывное измерение температуры в течение всего импульса тока и могла применяться в качестве мониторной в течение всей экспериментальной кампании. Спектрометр состоит из Ñ‡ÐµÑ‚Ñ‹Ñ€ÐµÑ Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ð´ÐµÑ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð², Ð±ÐµÑ€Ð¸Ð»Ð»Ð¸ÐµÐ²Ñ‹Ñ Ñ„Ð¸Ð»ÑŒÑ‚Ñ€Ð¾Ð², коллиматоров и стабилизированного источника питания. Главная особенность фотодетекторов состоит в Ð¸Ñ Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¾Ð¹ чувствительности и временном разрешении ~ 1 μs, позволяющем регистрировать быстрые процессы в плазме токамака. Бериллиевые фильтры обладают повышенными значениями прочности и однородности. Толщины фольг, ÑƒÑÑ‚Ð°Ð½Ð¾Ð²Ð»ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð½Ð° Ñ‡ÐµÑ‚Ñ‹Ñ€ÐµÑ Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ð´ÐµÑ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð°Ñ , составляли 15, 27 (позднее 127), 50 и 80 µm. Представлен метод расчёта температуры от времени по измеренным сигналам фильтрового спектрометра. Полученные результаты сравнивались с результатами диагностики томсоновского рассеяния, также установленной на токамаке., The subject of the graduate qualification work is: «The study of the electron temperature of the plasma foil spectrometer in the tokamak «Globus-M2». The given work is devoted to the method of studying tokamak plasma using soft X-ray diagnostics. Such diagnostics can be used to measure the electron temperature of the plasma, to study the internal MHD oscillations of the plasma, and to determine the location of magnetic surfaces, to estimate the loss of electrons due to electron cyclotron emission ECE and runaway electrons, and the possibility of tracking ELM events. On the Globus-M2 spherical tokamak, to measure the electron temperature of the plasma, Thomson scattering diagnostics was installed, which collects data in 10 spatial regions of the plasma column from 5 to 20 times during the discharge of the tokamak. The high cost and limited lifetime of the laser prevented the continuous use of this diagnostic. Filter spectrometry provided continuous temperature measurement during the entire current pulse and could be used as a monitoring spectrometry during the entire experimental campaign. The spectrometer consists of four photodetectors, beryllium filters, collimators, and a stabilized power supply. The main feature of photodetectors is their high sensitivity and time resolution ~ 1 μs, which makes it possible to detect fast processes in the tokamak plasma. Beryllium filters have increased values ​​of strength and uniformity. The thicknesses of the foils mounted on four photodetectors were 15, 27 (later 127), 50, and 80 µm. A method for calculating the temperature from time based on the measured signals of a filter spectrometer is presented.The results obtained were compared with the results of Thomson scattering diagnostics, also installed on the tokamak.

На 56 страниц, 18 рисунков, 1 таблица, 38 библиографических названий. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ УПРАВЛЕНИЯ, ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА, УПРАВЛЯЮЩИЙ СИГНАЛ, ЖИВЫЕ РАСТЕНИЯ, ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ, ФОТОЛЮМИНИСЦЕНЦИЯ, ФОТОЧУВСВИТЕЛЬНОСТЬ, ФОТОПЛЕОХРОИЗМ, ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ, ОПТИЧЕСКОЕ ПРОПУСКАНИЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР. Для улучшения экологической обстановки окружающей среды и снижения себестоимости фотоприемных устройств на основе результатов проведенных мною различных исследований было предложено использовать в фотоприемных устройствах фоточувствительный слой, изготовленный из органических соединений. В моей работе в качестве органических соединений рассматриваются листья зеленых растений. При исследованиях были изготовлены опытные образцы, у которых были исследованы различные характеристики. Было установлено, что наилучшим образом подходят листья календулы и листья черного тополя. Из данных образцов был изготовлен ФЧ слой, который был экспериментально исследован в реальном ФПУ. Полученные результаты показали возможность использования фоточувствительных слоев из органических соединений в волоконно-оптических линиях связи для передачи команд управления., On 56 pages, 18 figures, 1 table, 38 bibliographic names. FIBER OPTICAL CONTROL LINE, PHOTOGRAPHY SIGNALS, PLANTS, FLUORESCENCE, PHOTOLUMINISCENTION, PHOTO SURVIVAL, PHOTOPLEOCHROSHRISM, OPTICAL APPLICATION COURSE, OPTICAL SURVEY. To improve the environmental situation of the environment and reduce the cost of photodetectors, based on the results of various studies I carried out, it was proposed to use a photosensitive layer made of organic compounds in photodetectors. In my work, the leaves of green plants are considered as organic compounds. In the studies were made prototypes, which were investigated various characteristics. It has been found that calendula leaves and black poplar leaves are best suited. From these samples, an SF layer was fabricated, which was experimentally investigated in a real photodetector. The results showed the possibility of using photosensitive layers of organic compounds in fiber-optic communication lines for the transfer of control commands.

Characteristics of the light converter with the frequency output on the base of the unijunction transistor were investigated. The field-effect transistor instead of resistor in the emitter circuit of the unijunction transistor was used for increase of linear dependence of the frequency for the light stream. Expansion of the photosensitivity spectrum into the infrared region may be arrived if the base of the field-effect transistor contains the dopants which made the deep level in the band gap of silicon., В работе исследованы характеристики преобразователя света с частотным выходом на основе однопереходного транзистора. Для достижения линейности зависимости частоты от светового потока и повышения фоточувствительности в цепи эмиттера вместо фоторезистора использован полевой транзистор. Расширение спектра фоточувствительности в инфракрасную область может быть достигнуто, если база полевого фототранзистора содержит примеси, создающие глубокие уровни в запрещенной зоне кремния., В роботі досліджено характеристики перетворювачів світла з частотним вихідом на базі одноперехідного транзистору. Для підвищення лінійності залежності частоти від світлового потоку та фоточутливості в колі емітеру замість резистору використано польовий транзистор. Розширення спектру фоточутливості в інфрачервону область може бути досягнено, якщо база польового фототранзистору містить домішки, які створюють глибокі рівні в забороненій зоні кремнію.

Данная работа посвящена разработке технологии изготовления фотоприемников с разными диаметрами фоточувствительной площадки 0,1-2,0 мм на основе выращенных методом МОГФЭ гетероструктур InAs/InAsSbP. Она направлена на создание высокоэффективных фотодиодов для спектрального диапазона 1,5-3,8 мкм. Приводятся результаты исследований характеристик полученных приборов. Отличительными особенностями фотоприемников являются высокая обнаружительная способность, которая в максимуме спектра λ=3,0-3,4 мкм достигает значения D*(λmax,1000,1)=(0,6-1,2)·1010 см·Гц1/2/Вт при Т=300 К, высокая токовая монохроматическая чувствительность до Sλ=1,6 А/Вт. При увеличении диаметра фоточувствительной площадки в интервале 0,1-2,0 мм наблюдается возрастание удельной обнаружительной способности в два раза, что обусловлено уменьшением влияния поверхностных токов утечки. Быстродействие полученных фотоприемников варьируется в диапазоне 1-300 нс и позволяет при малом значении емкости применять их в системах оптической связи по открытому атмосферному каналу. Для приборов с малой площадью фоточувствительной площадки 0,1-0,3 мм в целях уменьшения емкости была разработана специальная топология фотоприемников., This work is devoted to the manufacturing technology development of photodetectors with different diameters photosensitive area 0,1-2,0 mm based on heterostructures grown by MOCVD InAs/InAsSbP. It aims to creating a high-performance photodiodes for spectral range 1,5-3,8 mkm. This paper presents the research results devices characteristics. Distinctive features of the photodetectors are a high detectivity which reaches value D*(λmax,1000,1)=(0,6-1,2)·1010 cm·Hz1/2/W at T=300 K with maximum range λ=3,0-3,4 mkm, high monochromatic current sensitivity to Sλ=1,6 A/W. When increasing the diameter of the photosensitive area in range 0,1-2,0 mm the specific detectivity increases twofold due to decrease of the surface leakage current effect. High-mobility of the obtained photodetectors varies 1-300 ns range with small values of capacitance and allows to used them in an open atmospheric channel for optical communication systems. It was designed a special topology photodetectors for appliances with a small area of photosensitive surface 0,1-0,3 mm to reduce their capacity.

Получены инфракрасные фотоприемники на основе квантовых ям (QWIP) с чувствительностью в средневолновом ИК диапазоне (3 - 5 мкм). Использовалась система InGaAs/AlGaAs. Рост проводился методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Оптимизацией параметров роста была достигнута фоточувствительность в заданном спектральном диапазоне и приемлемая токовая чувствительность., Quantum wells infrared photodetectors (QWIP) with a sensitivity in the medium infrared range (3 - 5 microns) was obtained. We used the InGaAs / AlGaAs system. The growth was carried out by molecular beam epitaxy. Optimization of the growth parameters of photosensitivity was achieved in a given spectral range and an acceptable current sensitivity.

Образование дефектов в готовых фотоприемных p-i-n-структурах происходит как в процессе формирования исходных пластин и промежуточных структур, так и в процессе технологической обработки, сопровождающейся большим количеством температурных и химических воздействий, что приводит к ухудшению параметров готовых структур. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/27697