Search

One of the scientific hypotheses for the creation of nonreciprocal optical metasurfaces is based on the use of a wave channel in which rays of the direct and reverse diffraction scenarios are realized on two-periodic flat structures with nonlinear elements. To test this hypothesis, it is necessary to carry out mathematical modeling of the process of scattering of electromagnetic waves by metasurfaces under conditions of excitation of several diffraction orders. It is known that among two-periodic flat lattices of different structures there are five types that fill the plane. These are the Bravais lattices. The problem of scattering of an incident monochromatic TE polarized wave on a metal screen with recesses in two-periodic structures filled with silicon was considered. In this paper, mathematical models are constructed for studying the spatial amplitude spectra of metasurfaces on Bravais lattices and some results of their numerical study are presented. Relationships are obtained for the diffraction orders of scattered electromagnetic waves by a diffraction grating. The existence of wavelengths of incident waves on a two-periodic grating for which there is no reflected wave is shown for different shapes (rectangular, square, hexagonal) of periodic elements in the center of which a recess filled with silicon was made. The distributions of the reflection coefficient are given for various geometric dimensions of periodic elements and recesses., Одна из научных гипотез создания невзаимных оптических метаповерхностей основана на использовании волнового канала, в котором реализуются лучи прямого и обратного сценария дифракции на двухпериодических плоских структурах с нелинейными элементами. Для проверки этой гипотезы необходимо провести математическое моделирование процесса рассеивания электромагнитных волн метаповерхностями в условиях возбуждения нескольких дифракционных порядков. Известно, что среди двухпериодических плоских решеток разных структур есть пять типов, которые заполняют плоскость. Это решетки Браве. Рассматривалась задача рассеивания падающей монохроматической ТЕ поляризованной волны на металлический экран с углублениями в двухпериодических структурах, наполненных кремнием. В работе построены математические модели для изучения пространственных амплитудных спектров метаповерхностей на решетках Браве и приводятся некоторые результаты их численного исследования. Получены соотношения для дифракционных порядков рассеянных электромагнитных волн дифракционной решеткой. Показано существование длин падающих волн на двухпериодическую решетку, для которых отсутствует отраженная волна при разных формах (прямоугольная, квадратная, шестиугольная) периодических элементов, в центре которых было выполнено углубление, заполненное кремнием. Приведены распределения коэффициента отражения при различных геометрических размерах периодических элементов и углублений., Одна з наукових гіпотез створення невзаємних контрольованих оптичних метаповерхонь базується на використанні хвильового каналу, в якому реалізуються промені прямого та зворотного сценаріїв дифракції на двоперіодичних плоских структурах з нелінійними елементами. Для перевірки цієї гіпотези необхідно провести математичне моделювання процесу розсіювання електромагнітних хвиль метаповерхнями в умовах збудження декількох дифракційних порядків. Як відомо, серед двоперіодичних плоских решіток різних структур є п’ять типів, які покривають площину. Це решітки Браве. Розглядалась задача розсіювання падаючої монохроматичної ТЕ поляризованої хвилі на металевий екран із заглибленнями в двоперіодичних структурах, заповнених кремнієм. В роботі побудовано математичні моделі для вивчення просторових амплітудних спектрів метаповерхонь на решітках Браве та наведено деякі результати їх чисельного дослідження. Отримано співвідношення для дифракційних порядків розсіяних електромагнітних хвиль дифракційною решіткою. Показано існування довжин падаючих хвиль на двоперіодичну решітку, для яких відсутня віддзеркалена хвиля при різних формах (прямокутна, квадратна, шестикутна) періодичних елементів, в центрі яких було виконане заглиблення, заповнене кремнієм. Приведено розподіли коефіцієнту віддзеркалення при різних геометричних розмірах періодичних елементів і заглиблень. Характеристики електричного поля на резонансних режимах у вигляді ізоліній його модуля показують характер взаємодії поля над періодичною решіткою і розсіювачами-заглибленнями. На резонансних довжинах падаючих хвиль виникають стоячі хвилі в розсіювачах.

Methods for solving electromagnetic problems are traditionally divided into analytical, direct numerical and numerical-analytical methods. Analytical methods allow obtaining an exact solution of the problem with closed form equations, but are applicable only to a limited class of problems; direct numerical methods are universal with regard to a structure under consideration, but demand significant computational resources. At the same time, numerical-analytical methods combine advantages the first two groups of methods, so their development is of interest. The aim of this paper is to develop numerical-analytical methods for analyzing the process of electromagnetic wave diffraction in high frequency devices, namely: the Schwartz alternating method and the method of overlapping partial domains. The application of the Schwartz alternating method and overlapping partial domains method to diffraction problems leads to the calculation of series in the form of sums limited by a finite number of terms of the series, which slows down numerical algorithms for these methods, and sometimes does not allow them to be used effectively. To overcome this limitation, authors propose the representation of operations with infinite series in the form of matrix operations. This approach has significantly reduced the performance time of numerical algorithms for the considered methods. The iterative procedure of the Schwartz method is represented as a recurrent expression with for unknown value of the reflection coefficient. Further, this expression is represented as a matrix equation, which is solved by iterative methods. Thus, further development of the Schwartz alternating method and the method of overlapping partial domains for solving the electromagnetic wave diffraction problems is presented in this paper. Numerical algorithms, which allow increasing the efficiency of presented mathematical methods by increasing their performance and simplifying the algorithmization procedure, are proposed. As a result, the dependence of the performance time for the different variants of the considered methods is presented. It is shown that the advantages of the proposed approach are more significant in case of increasing the number of considered terms of the series, which can make the analysis of vector problems more efficient., В роботі представлено подальший розвиток ітераційного методу Шварца та методу часткових перетинних областей для розв’язання задач дифракції електромагнітної хвилі у хвилеводних лініях передачі. Запропоновано числові алгоритми, які дозволили підвищити ефективність наведених математичних методів при розв’язанні дифракційних задач за рахунок підвищення їх швидкодії і спрощення процедури алгоритмізації. В якості результату наведено залежність часу чисельного розв’язання тестової задачі в залежності від початкових умов для різних варіантів розглянутих методів.

The factors and conditions affecting the model of the distribution of the energy of the electromagnetic field during the propagation of electromagnetic waves in mining are considered. The analysis of well-known publications is carried out and the principles of assessing the influence of existing factors in mine workings from the point of view of classical models of the propagation of electromagnetic waves on the formation of a model of the distribution of the energy of the electromagnetic field at a given point of development are proposed. A mathematical model of the energy of the electromagnetic field at a given point is proposed. The type of the model of the distribution of the energy of the electromagnetic field in the mine workings as zonal-Fresnel was determined. Methods are proposed that simplify the construction of a mathematical model of the distribution of the energy of the electromagnetic field, allows to reduce the number of analyzed factors, but does not affect the overall quality of the model. The significance of the developed model from the point of view of radio planning in mine workings, the introduction of new radio communication systems in mines and other similar objects has been proved. Рассмотрены факторы и условия, влияющие на модель распределение энергии электромагнитного поля при распространении электромагнитных волн в горных выработках. Проведен анализ известных публикаций и предложены принципы оценки влияния существующих факторов в горных выработках с точки зрения классических моделей распространения электромагнитных волн на формирование модели распределения энергии электромагнитного поля в заданной точке выработки. Предложена математическую модель энергии электромагнитного поля в заданной точке. Определен тип модели распределения энергии электромагнитного поля в горных выработках как зонально – френелевскую. Предложены методики, которая упрощает построения математической модели распределения энергии электромагнитного поля, позволяет уменьшить количество анализируемых факторов, но не влияет на общее качество модели. Доказана значимость разработанной модели с точки зрения радиопланирования в горных выработках, внедрение новых систем радиосвязи в шахтах и других подобных объектах. Розглянуті чинники і умови, що впливають на модель розподіл енергії електромагнітного поля при розповсюдження електромагнітних хвиль у гірничих виробках. Проведено аналіз відомих публікацій та запропоновано принципи оцінки впливу чинників, що існують в гірничих виробках, з точки зору класичних моделей розповсюдження електромагнітних хвиль на формування моделі розподілу енергії електромагнітного поля в заданій точці виробки. Запропоновано математичну модель енергії електромагнітного поля в заданій точці. Визначено зональний-френелівський тип розподілу енергії електромагнітного поля в гірничих виробках. Запропоновано методики по спрощенню побудови математичної моделі розподілу енергії електромагнітного поля, що зменшує кількість аналізованих чинників але не впливає на загальну якість моделі. Доведена значимість розробленої моделі з точки зору радіопланування в гірничих виробках, впровадження нових систем радіозв’язку в шахтах та інших подібних об’єктах.

Diffraction phenomenon describing method based on the topological objects set by means of system analysis was developed in the work. Diffraction field topological objects are maximum, minimum and zero intensity, which is identical to the phase singularity or optical vortex. Topological objects mathematical representation by standard extremum search function methods was considered. The algorithm for distinguishing the minimum has been developed and zero intensity at the experimental images due to the algorithm the diffractive optical images classification possibility by the number of phase singularities without further interference analysis was shown. To increase the speed of data analyses the image segmentation method is suggested. Otained results and recommendations applying is possible in various fields of medicine and technology, which use laser radiation., В работе разработан метод описания явления дифракции по совокупности топологических объектов с помощью системного анализа. Топологическими объектами дифракционного поля есть максимум, минимум и ноль интенсивности, которые тождественны фазовой сингулярности или оптическому вихрю. Рассмотрено математическое представление топологических объектов, определение которых в поле проводится стандартными методами поиска экстремума функции. Разработан алгоритм различия минимума и нуля интенсивности на экспериментальных изображениях, благодаря чему появилась возможность классификации дифракционных изображений по количеству оптических фазовых сингулярности без дополнительного интерференционного анализа. Для повышения скорости анализа полученных данных рассмотрен метод сегментации изображения. Применение полученных результатов и рекомендаций возможно в различных областях медицины и техники, в которых используется лазерное излучение., В роботі розроблено метод опису явища дифракції по сукупності топологічних об’єктів за допомогою системного аналізу. Топологічними об'єктами дифракційного поля є максимум, мінімум і нуль інтенсивності, що тотожній фазовій сингулярності або оптичному вихору. Розглянуто математичне представлення топологічних об’єктів, визначення яких у полі проводиться стандартними методами пошуку екстремуму функції. Розроблено алгоритм розрізняння мінімуму та нуля інтенсивності на експериментальних зображеннях, завдяки чому виникла можливість класифікації дифракційних зображень за кількістю оптичних фазових сингулярностей без додаткового інтерференційного аналізу. Для підвищення швидкості аналізу отриманих даних розглянуто метод сегментації зображення. Застосування отриманих результатів та рекомендацій можливе в різних областях медицини і техніки, в яких використовується лазерне випромінювання.

В дисертації запропоновано геометричні моделі та методи моделювання оптичних характеристик мікропризмових світлоповертальних, офтальмологічних рефракційних та кільцевих фокусуючих структур. Виконано комплекс розрахунків параметрів спеціалізованих мікропризмових пристроїв з плоскими дзеркальними гранями, які можна виготовити методом алмазного різання. Досліджено параметри створених за результатами виконаних розрахунків спеціалізованих рефракційних та світловідбивних структур. Розроблено метод оцінювання оптичної якості світлоповертальних та рефракційних мікропризмових поверхонь за дифракцією лазерного випромінювання на мікрорельєфі. Виконано комплекс розрахунків інтенсивності відбитих та пройдених світлових потоків для контролю параметрів мікрорельєфу за дифракційною ефективністю променів. Розроблено новий метод моделювання роздільної здатності оптичних зображень з електронною реєстрацією світла з використанням тестових штрихових об’єктів, отримано порівняльні оптичні параметри існуючих офтальмологічних мікропризм різних виробників. Проведено математичне моделювання та експериментально досліджено вплив кольорових світлофільтрів на зону дисперсійного хроматизму рефракційних мікропризм, отримано кількісні характеристики зменшення зони хроматизму при використанні відповідних кольорових світлофільтрів. Запропоновано модель створення ахроматичних рефракційнодифракційних мікропризм, вперше розраховано оптичні характеристики таких спеціальних пристроїв. Експериментально досліджено виготовлені зразки ахроматизуючих мікропризм – дифракційних граток з малим кроком мікрорельєфу, які призначені для повної компенсації дисперсійного хроматизму рефракційних мікропризм дифракційними гратками. The dissertation presents the geometric models and methods for simulation of the optical characteristics of microprism structures: retroreflective, ophthalmic refractive and circular focusing ones. The calculations are performed for the parameters of specialized microprism devices with plane mirror facets for the formation of light fluxes, which can be made by the diamond cutting method. The method of optical quality control of retroreflective and refractive microprism surfaces by laser radiation diffraction on the microrelief has been developed. The calculations of the intensity of light fluxes was performed for complex three-layers structures to control the parameters of microrelief by the diffraction efficiency of the reflected and transmitted beams. A new method for simulating the resolution of optical images using the electronic registering of the light with test stroke objects is developed. The comparative optical parameters of existing ophthalmic microprisms of different manufacturers are obtained. The mathematical modeling has been carried out and the effect of color filters on the zone of dispersion chromatism zone for refractive microprisms is experimentally investigated. The quantitative characteristics of the chromatic zone decrease with the use of appropriate color filters are obtained. The model for the creation of achromatic refractive-diffraction microprisms is developed and the optical characteristics of special achromatic devices were obtained at the first time. The samples of special achromatizing microprisms, that are diffraction gratings with a small microrelief pitch, are experimentally investigated. Such devices are intended for total compensation of the dispersion chromatism of the refractive microprisms by the diffraction gratings. В диссертации предложены геометрические модели и методы моделирования оптических характеристик микропризменных световозвращающих, офтальмологических рефракционных и кольцевых фокусирующих структур. Выполнен комплекс расчетов параметров специализированных микропризменных устройств для формирования световых потоков с плоскими зеркальными гранями, которые можно изготовить методом алмазной резания. Исследованы параметры специализированных рефракционных и светоотражающих структур, созданных по результатам выполненных расчетов. В диссертационной работе приведен комплекс новых результатов по математическому моделированию и исследованию оптических характеристик микропризменных структур, в частности: ‒ разработан метод моделирования оптических характеристик и выполнен комплекс расчетов параметров микропризменных световозвращающих структур, проведено математическое моделирование процесса экранирования эффективной поверхности светоотражающего элемента при различных углах наклона оси такого элемента и в процессе формирования его зеркальных граней методом алмазного резания для обеспечения минимальных потерь светового потока при отражении света от рабочих поверхностей, на основе чего созданы высокоэффективные микропризменные светоотражатели различных типов; ‒ построена математическая модель рефракционного микропризменного элемента, который используется в офтальмологии, рассчитаны необходимые углы преломления микропризм для отклонения лучей на строго определенные углы для одинарных и симметричных сдвоенных микропризм; определены потери потока света при прохождении его через микропризменные поверхности; ‒ впервые предложена модель симметричных микропризменных структур для офтальмологии и исследованы параметры таких устройств, что позволило формировать симметричные микропризм диагностические устройства из сдвоенных микропризм для более надежной диагностики дефектов зрения; ‒ с использованием разработанных математических моделей впервые выполнен комплекс расчетов оптических параметров фокусирующих микропризменных структур различных типов с плоскими зеркальными гранями, на основе которых созданы по технологии алмазного резания соответствующие прецизионные устройства для фокусировки изображений и гомогенизации лучей света необходимой пространственной структуры. Разработан метод оценки оптического качества световозвращающих и рефракционных микропризменных поверхностей по дифракции лазерного излучения на микрорельефе. Впервые выполнен комплекс расчетов интенсивности отраженных и прошедших световых потоков для контроля параметров микрорельефа по дифракционной эффективности лучей для сложных трехслойных микрорельефных структур. Разработан новый метод моделирования разрешения оптических изображений с электронной регистрацией излучения с применением тестовых штриховых объектов, получены сравнительные оптические характеристики существующих офтальмологических микропризм различных производителей, определен вклад микропризм в снижение контраста и разрешения изображений при проведении диагностики зрения пациентов с использованием офтальмологических микропризм. Проведено математическое моделирование и экспериментально исследовано влияние цветных светофильтров на зону дисперсионного хроматизма рефракционных микропризм, получены количественные характеристики уменьшение зоны хроматизма при использовании соответствующих цветных светофильтров. Предложена модель создания ахроматических рефракционнодифракционных микропризм, впервые рассчитаны оптические характеристики таких специальных устройств. Экспериментально исследованы изготовленные образцы ахроматизирующих микропризм ‒ дифракционных решеток с малым шагом микрорельефа, которые предназначены для полной компенсации дисперсионного хроматизма рефракционных микропризм дифракционными решетками.

Магістерська дисертація містить основну частину на 83 аркушах, кількість ілюстрацій 33, таблиць 28, джерел 24. Об’єктом дослідження є процес радіочастотної ідентифікації об’єктів з використанням поверхневих акустисних хвиль. Предмет дослідження це мітки пристроїв радіочастотної ідентифікації на основі поверхневих акустичних хвиль. Метою дипломної роботи є ознайомлення і вивчення механізмів радіочастотної ідентифікації на ПАХ. Методом дослідження є теоретичний аналіз фізичних принципів дії, конструктивних особливостей радіочастотної ідентифікаційної мітки на ПАХ. Розглянуті основні етапи розробки РЧІД мітки на ПАХ. Проаналізовані основні вимоги до матеріалів підкладок акустичного каналу пристроїв на ПАХ. Зроблений підбір матеріалу підкладки акустичного каналу. Розраховані характеристики і розміри основних конструктивних елементів мітки на ПАХ. Результати проекту можуть бути використані для підкреслення актуальності проектування та використання із запропонованих можливиїх сфер застосування пристроїв РЧІД на ПАХ. Thesis contains the bulk of the 83 pages, 33 illustrations, 28 table, sources of information 24. The object of research is the process of radio frequency identification (RFID) of objects with using surface acoustic waves (SAW). The subject of the study is the labels of radio frequency identification (RFID) devices based on surface acoustic waves (SAW). The aim of the thesis is to review and study the technology of RFID surface acoustic wave. The method of research is theoretical analysis of the physical principles of action, structural features radio frequency identification SAW tags. The basic stages of RFID SAW tags. The basic requirements for substrate materials acoustic channel SAW devices. Made selection of acoustic material lining the channel. Calculated characteristics and size of the main structural elements of SAW tags. Project results can be used to emphasize the importance of design and use of the proposed possible applications RFID SAW devices.

Магістерська дисертація складається з чотирьох розділів, 90 сторінок, 35 ілюстрацій, 27 таблиць, було опрацьовано 18 джерел літератури. У першому розділі було проведено аналітичний огляд, в якому розглянуто об’єкт контролю. Проведено аналіз методів неруйнівного контролю резервуарів, їх переваги та недоліки. У другому розділі було розраховано прямий суміщений п’єзоелектричний перетворювач, а також призму. Проведені розрахунки акустичного і електроакустичного трактів. Розроблено структурну схему, а на її основі функціональну. Розраховані і узгодженні всі вузли функціональної схеми. В третьому розділі було проведено розрахунок та модделювання автоматизованої системи в програмному середовищі SolidWorks. В четвертому проведена розробка стартап проекту: аналіз ринку, пошук конкурентів, тощо. На основі розрахунків була спроектована електрична принципова схема. Мета і задачі дослідження Мета дослідження – розробка ультразвукової системи для автоматизованого контролю зварних з’єднань великогабаритних об’єктів. В ході дослідження розв’язати наступні задачі: 1. Провести аналіз об’єкта конролю, визначити основні типи дефетів зварних з’єднань які виникають під час експлуатації. 2. Проаналізувати методи неруйнівного контролю зварних з’єднань великогабаритних об’єктів 3. Обгрунтувати вибір ультразвукового методу неруйнівного контролю на базі методу TOFD. 4. Провести розрахунок приймальної частини системи: п’єзоелектричний перетворювач, призма, акустичні та електроакустичні тракти. 5. Розробити функціональну схему системи та розрахувати основні вузли, на основі розрахунків розробити схему електричну принципову. 6. Провети розрахунок основних вузлів автоматизації, створити модель системи в програмному середовищі SolidWorks Об’єкт дослідження - процес ультразвукового контролю зварних з’єднань великогабаритних об’єктів як на етапі їх виготовлення так і експлуатації Предмет дослідження - методи та засоби підвищення точності та швидкості контролю зварних швів великогабариних об’єктів ультразвуковим метом TOFD шляхом автоматизації системи. Методи дослідження базуються на використанні теоретичних основ ультразвукового неруйнівного контролю; розрахунках основних частин системи та розробці і моделюванні контрукції автоматизованої системи в середовищі SolidWorks. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Вдосконалення удьтразвукового методу TOFD шляхом автоматизації системи The master's thesis consists of four sections, 90 pages, 35 illustrations, 27 tables, 18 sources of literature were processed. The first section provided an analytical review that looked at the object of control. The methods of non-destructive testing of tanks, their advantages and disadvantages are analyzed. In the second section, a direct combined piezoelectric transducer and a prism were calculated. The calculations of the acoustic and electroacoustic tracts were carried out. A structural scheme is developed, and a functional scheme is based on it. All nodes of the functional circuit are calculated and agreed. In the third section, the automation system was calculated and modeled in the SolidWorks software environment. In the fourth development of the startup project was carried out: market analysis, search for competitors, etc. Based on the calculations, an electrical circuit design was designed. The purpose and objectives of the study The purpose of the study is to develop an ultrasonic system for the automated control of welded joints of large objects. During the study, solve the following tasks: 1. Analyze the object of control, determine the main types of defects welded joints that occur during operation. 2. Analyze methods of non-destructive testing of welded joints of large objects 3. To justify the choice of ultrasonic non-destructive testing based on TOFD method. 4. Calculate the receiving part of the system: piezoelectric transducer, prism, acoustic and electroacoustic tracts. 5. Develop a functional scheme of the system and calculate the main units, on the basis of calculations to develop a circuit diagram in principle. 6. To calculate the main nodes of automation, to create a model of the system in the software environment SolidWorks Object of study - the process of ultrasonic inspection of welded joints of large objects both at the stage of their manufacture and operation The subject of the study is methods and means of improving the accuracy and speed of weld control of large objects by the TOFD ultrasonic target by automating the system. Research methods are based on the use of theoretical bases of ultrasonic nondestructive testing; calculations of the major parts of the system and development and modeling of the automated system construction in the SolidWorks environment. Scientific novelty of the obtained results: 1. Improvement of the TOFD ultrasonic method by system automation

Residual stress arises in a material during its heat treatment, transition from a liquid to a solid state, during mechanical processing, welding, etc. Residual stresses are always present in plastic, metal, and glass. The cause of the residual stresses is the heterogeneity of the deformed state of the solid due to various changes in different places of its length or volume. In some cases, it becomes necessary to reduce or completely relieve residual stresses in the product. For this, various methods can be used with respect to the part having residual stresses. Scientists tried to solve the question of changing the residual stresses in superhard ceramics in different ways. To determine the change in the magnitude of the internal stresses associated with power and thermal effects, ceramic samples were examined without treatment and after processing with different time limits, an X-ray diffraction analysis was performed using a diffractometer DRON-4- 3. Due to the fact that the known methods for removing residual stresses are not effective enough for parts made of superhard ceramics, it is necessary to propose some new method of dealing with these phenomena. One of the methods for relieving internal stresses of superhard ceramics is vibration processing. There are various methods of vibration processing. For each specific case, you can choose a certain type of processing, which will provide the necessary reduction of residual stresses and deformations. The article considers the influence of vibration-abrasive processing on the change in residual stresses in superhard ceramics. The diffractograms of surfaces at various angles of reflection are presented and analyzed before and after vibro-abrasive treatment. The dependence of the value of the residual stresses on the processing time, the calculation of the values of the residual stresses before and after vibration processing are given and evaluated. Experimentally shown is a decrease in residual stresses in superhard ceramics depending on the processing time. The results of resistance tests of the tool are presented and the possibility of increasing resistance by controlling residual stresses in the tool composite is shown., У статті розглянутий вплив віброабразивної обробки на зміну залишкових напружень в надтвердій кераміці. Приведені і оцінені дифрактограми поверхонь під різними кутами відображення до і після вібро-абразивної обробки. Приведена і оцінена залежність величини залишкових напружень від часу обробки, розрахунок величин залишкових напружень до і після вібро-абразивної обробки. Експериментально показано зниження залишкових напружень в надтвердій кераміці залежно від часу обробки. Надані результати стійкісних випробувань інструменту і показана можливість підвищення стійкості за рахунок управління залишковими напруженнями в інструментальному композиті.

The paper reveals a previously unknown effect of anomalously large absorption when an electromagnetic wave interacts with a very thin metal cylinder., Представлені результати дослідження невідомого раніше ефекту аномально великого поглинання випромінювання при взаємодії електромагнітної хвилі з дуже тонким металевим циліндром.

В настоящее время вопросы дифракции рассмотрены для одиночных, а также для систем электроупругих преобразователей в виде сферических, эллиптических, цилиндрических оболочек для случаев полного электродирования поверхностей преобразователей [1-2]. Однако конструкция гидроакустического преобразователя наряду с активным элементом неизбежно предполагает наличие согласующих волновых слоев, которые решают задачи не только технологического, но еще и волнового характера. Поэтому практический интерес представляют вопросы учета и влияния кольцевых технологических слоев, определенных волновых свойств, нанесенных на преобразователь.

Розробка простого та ефективного методу проектування оптичних систем з дифракційними поверхнями, доведення можливості параметричного синтезу оптичних систем з дифракційними оптичними поверхнями Therefore, it would be desirable to develop simple and efficient design method of optical systems with diffractive surfaces. Research goal is to prove the possibility of parametric synthesis of optical systems with diffractive optical surfaces.

Магістерська дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, загального висновку, списку використання літератури і додатків. Дисертація містить 110 сторінок основного тексту, 46 ілюстрацій, 21 таблицю, 2 додатки та 57 джерел за переліком посилань. Загальний обсяг роботи – 130 сторінок. Актуальність теми. Існуючі на цей час технології передачі інформації не досконалі, а об’єм інформації, що потребує передачі, лише збільшується. Саме тому актуальною залишається тема збільшення швидкості передачі інформації шляхом використання аподизованих голограм для фізичної реалізації оптичних сингулярностей. Мета: збільшення швидкості передачі інформації шляхом використання аподизованих голограм для фізичної реалізації оптичних сингулярностей. Задачі: 1. Порівняльний аналіз існуючих математичних методів та способів фізичної реалізації оптичних сингулярностей; 2. Обгрунтування використання аподизованої синтезованої голограми для реалізації оптичної сингулярності. 3. Аналіз отриманих результатів та формулювання напрямків реалізації для їх покращення. Об’єкт дослідження: передача інформації завдяки оптичній сингулярності. Предмет дослідження: метод і фізичний засіб для реалізації оптичних сингулярностей. Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач в роботі використовуються: параксіальне наближення для опису лазерного випромінювання; розрахунки пучків Ерміта-Гаусса і Лагерра-Гаусса; комп’ютерне моделювання математичної моделі, що пропонується Наукова новизна одержаних результатів: 1. Запропоновано нову математичну модель для оптичних сингулярностей. 2. Запропоновано використання аподизованих синтезованих голограм для фізичної реалізації оптичних сингулярностей. Практичне значення одержаних результатів: збільшення якості зображення і об’єму інформації, що кодується, спрощена експлуатація установки і в не лабораторних умовах. The master's dissertation paper consists of an introduction, four sections, a general conclusion, a list of the use of literature and applications. The thesis contains 110 pages of the main text, 46 illustrations, 21 tables, 2 annexes and 57 sources according to the list of references. Total amount of work - 130 pages. Actuality of theme. Existing information technologies are not perfect at present, and the amount of information that needs to be transmitted is increasing. That is why the topic of increasing the speed of information transmission by using apodized holograms for the physical realization of optical singularities remains relevant. Purpose: to increase the speed of information transmission by using apodized holograms for the physical realization of optical singularities. Tasks: 1. Comparative analysis of existing mathematical methods and methods of physical realization of optical singularities; 2. The justification of the use of apodized synthesized hologram for the implementation of optical singularity. 3. Analysis of the results and formulation of the implementation directions for their improvement. Object of research: information transmission due to optical singularity. Subject of research: method and physical means for realization of optical singularities. Research methods. To solve the problems in the work we use: paraccical approximation for the description of laser radiation; calculations of the Hermite- Gauss and Lagerra-Gauss beams; Computer simulation of the offered mathematical model. Scientific novelty of the obtained results: 1. A new mathematical model for optical singularities is proposed. 2. The use of apodized synthesized holograms for the physical realization of optical singularities is proposed. The practical value of the results obtained: an increase in the image quality and the amount of encoded information, simplified operation of the installation and in nonlaboratory conditions.

As the object of research, sensor unit as a multiphase mechanical construction in the operating conditions of hypersonic aircraft flight is exposed to actions of powerful external disturbances such as: ultra-high temperature – more than 2000 ºC, vibration, shock N-wave, acoustic penetrating radiation. Less harmful disturbances cause additional measurement errors of characteristics of the flight product. Clarification of the nature and origin in time and space of these errors is one of the most important tasks of navigation.Precisely delineated investigated phenomenon enables combat the negative influence of external disturbing factors by passive, active or autocompensation methods depending on character of the sensor error – methodological or instrumental.The obtained result confirms the presence of powerful and fluid motive flow with a spatial structure in a liquid-phase components of component base, which, in combination with generated sound waves form a zone of concentration of sound energy and, in accordance, development of three-dimensional turbulent fluid, and explains the emergence of areas of passive energy, in which is virtually absent turbulence.The expected effect of an efficient fight against the negative impact of penetrating sound radiation is based on eliminating an effect of aberrations and forming a powerful energy zones (zones of caustic surfaces), technical implementation of which in each case may have its advantages and disadvantages., Проведен анализ результатов полунатурных испытаний медного кольца, погруженного в жидкость и подверженного влиянию внешнего звукового излучения. Раскрыта природа формирования в жидкости концентрации звуковых волн в виде поверхности каустики. Объяснены причины концентрации звуковых волн и возникновения глобального и локальных движущих потоков жидкости. Проанализировано энергетическое состояние жидкости внутри ограниченного кольцом пространства при разных направлениях действия звукового луча с плоским фронтом., Проведено аналіз результатів напівнатурних випробувань мідного кільця, зануреного у рідину і підвладного дії зовнішнього звукового випромінювання. Розкрито природу формування в рідині концентрації звукових хвиль у вигляді поверхні каустики. Пояснено причини концентрації звукових хвиль і виникнення глобального і локальних рушійних потоків рідини. Проаналізовано енергетичний стан рідини усередині обмеженого кільцем простору при різних напрямках дії звукового променя з плоским фронтом.

За допомогою моделі плазмоно-дифракційної гратки з паладію розраховано коефіцієнти проходження та відбиття для заломлених і відбитих світлових променів в залежності від величині постійної гратки, яка змінюється при зміні концентрації водню. Based on the model of plasmon-diffraction palladium grating, there was calculated the transmission and reflection coefficient for refracted and reflected light rays, depending on the size of the grating constant, which was changed with the hydrogen concentration. С помощью модели плазмонно-дифракционной решетки из палладия рассчитано коэффициенты прохождения и отражения для заломленных и отраженных световых лучей в зависимости от величины постоянной решетки, которая изменяется при изменении концентрации водорода.

Розглянуто плоскі задачі дифракції гармонічних хвиль на жорстких та пружних включеннях довільного поперечного перерізу. Будуються інтегральні зображення для амплітуд переміщень відбитого хвильового поля і крайові задачі зведені до системи сингулярних інтегральних рівнянь, які реалізовані чисельно. Обґрунтовуються додаткові умови, необхідні для однозначної розв’язності сингулярних інтегральних рівнянь першого роду. Чисельна реалізація побудованих алгоритмів проводиться методом механічних квадратур. A plane problem of diffraction of harmonic waves on hard and elastic inclusions of arbitrary cross-section is considered. The integral representations for the displacement amplitudes of the reflected wave field are constructed. The boundary problems are reduced to a system of singular integral equations that are numerically implemented. The additional conditions required for the unique solvability of the singular integral equations ofthe first kind are explained. The numerical implementation of these algorithms is carried out by mechanical quadrature method.

Анотація, Rigorous solution of the principal H10 wave diffraction problem at the joint of regular and non-regular (narrow walls are formed by secondary waveguides) rectangular waveguides has been obtained using the method of projection matching. On the basis of numerical results the dependence of the system diffraction characteristics on its parameters is determined and analyzed.