Том 5, № 1 (2025)

Обложка

Весь выпуск

Колонка главного редактора

От главного редактора

Морозов О.Г.
Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):5-7
pages 5-7 views

Электроника

Импедансный метод контроля поверхностной температуры и нестационарного теплового потока на основе скин-эффекта в электропроводящих теплофизических объектах

Шафигуллин И.Д.

Аннотация

Представлен новый импедансный метод измерения и контроля поверхностной температуры и нестационарного теплового потока в электропроводящих теплофизических объектах. Особенность метода заключается в использовании электрического скин-эффекта, позволяющего использовать электропроводящий объект контроля в качестве чувствительного элемента, что увеличивает быстродействие измерений за счёт отсутствия дополнительных датчиков в области измерения. Путем электронного (частотного) управления толщиной скин-слоя имеется возможность изменения чувствительной области и чувствительности измерений. Применение математического аппарата дробных операторов позволяет связать нестационарный тепловой поток с поверхностной температурой, что дает возможность одновременно измерить две теплофизические величины – поверхностную температуру и нестационарный тепловой поток. Разработан соответствующий алгоритм численного расчета нестационарного теплового потока с использованием дробных производных половинного порядка. Проведены экспериментальные исследования предложенного импедансного метода и показаны его преимущества.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):8-17
pages 8-17 views

Фотоника

Тенденции и перспективы развития передовых систем контроля динамических характеристик колеса транспортного средства

Губайдуллин Р.Р., Аглиуллин Т.А.

Аннотация

В работе представлен обзор систем контроля динамических характеристик колес транспортных средств, таких как: силы, моменты, угловые скорости. Были рассмотрены существующие и перспективные системы контроля, определены обобщающие характеристики систем указанного класса, что позволило предложить классификацию, позволяющую определить область применения и специфические особенности систем каждого класса. Определены перспективные направления развития передовых систем контроля динамических характеристик сцепления колеса с дорожным покрытием и способы их реализации в системах активной безопасности транспортных средств. По совокупности задач, стоящих перед передовыми системами контроля динамических характеристик, и техническими возможностями систем контроля определены перспективные пути развития, основанные на использовании волоконно-оптических измерительных систем с радиофотонными методами съема и обработки сигнала, и применением адресных волоконных брэгговских структур в качестве чувствительного элемента датчика.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):18-39
pages 18-39 views

ВОЛОКНА С ВЫСОКОЙ ЧИСЛОВОЙ АПЕРТУРОЙ: НОВЫЙ ПОДХОД ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ТОРЦЕВОЙ СТЫКОВКИ С ФОТОННЫМИ ИНТЕГРАЛЬНЫМИ СХЕМАМИ

Паньков А.С., Пономарев Р.С.

Аннотация

Работа посвящена исследованию эффективного согласования волоконно-оптических элементов с фотонными интегральными схемами (ФИС). В качестве элементов ввода/вывода оптического излучения используются плоско сколотые одномодовые волокна (SMF-28) и волоконно-оптические сборки, состоящие из сочетания одномодовых волокон и волокон с ультравысокой числовой апертурой. Рассматривается зависимость оптических потерь в системе «волокно - чип ФИС - волокно» в диапазоне длин волн от 1530 до 1570 нм при использовании различных оптических элементов для ввода/вывода оптического излучения.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):40-44
pages 40-44 views

Комбинированное применение основ широкополосного и сверхузкополосного пакетов дискретных частот для создания компактных радиофотонных анализаторов спектральных характеристик широкополосных фотодетекторов. Часть III. Радиофотонный анализатор спектральных характеристик широкополосных фотодетекторов на основе многочастотного зондирующего излучения, полученного умножением частоты

Аль-Муфти А.М., Соколов В.С., Мисбахов Р.Ш., Морозов О.Г.

Аннотация

Целью настоящей работы, состоящей из четырех частей, является решение задач комбинированного применения основ широкополосного (ШПДЧ) и сверхузкополосного (СПДЧ) пакетов дискретных частот для совершенствования метрологических характеристик, минимизации структуры и снижения стоимости радиофотонных анализаторов спектральных характеристик (РФАСХ) широкополосных электрооптических модуляторов и фотодетекторов, реализованных на импортозамещающей элементной базе. В первой части рассмотрены вопросы формирования двухполосного двухчастотного зондирующего излучения (ДДЗИ) с подавленной несущей и равными амплитудами компонент, составляющих основу ШПДЧ, и оцениваются его функциональные и системные характеристики, необходимые для достижения цели работы. Во второй части работы представлены основы анализа ДДЗИ, преобразованного в ШФД, на основе простого по структуре радиофотонного интеррогатора, существенно отличающегося по принципу действия от ЭВА и позволяющего снизить стоимость РФАСХ в целом за счет исключения последнего. На примере симметричного двухполосного двухчастотного излучения, синтезированного на основе умножения сканирующей частоты и принципов радиофотонной интеррогации, в данной, третьей части работы показаны принципы построения РФАСХ ШФД с ушестерением диапазона измерения АЧХ.
Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):45-53
pages 45-53 views

Комбинированное применение основ широкополосного и сверхузкополосного пакетов дискретных частот для создания компактных радиофотонных анализаторов спектральных характеристик широкополосных амплитудных модулаторов Маха-Цендера и фотодетекторов. Часть IV. Радиофотонный анализатор спектральных характеристик широкополосных амплитудных модулаторов Маха-Цендера на основе двухполосного четырехчастотного зондирующего излучения, полученного умножением сплиттированной сканирующей частоты

Аль-Муфти А.М., Соколов В.С., Мисбахов Р.Ш., Морозов О.Г.

Аннотация

Целью настоящей работы, состоящей из четырех частей, является решение задач комбинированного применения основ теории широкополосного и сверхузкополосного пакетов дискретных частот (ШПДЧ и СПДЧ) для совершенствования метрологических характеристик, минимизации структуры и снижения стоимости радиофотонных анализаторов спектральных характеристик (РФАСХ) широкополосных амплитудных модуляторов Маха-Цендера (ШАММЦ) и фотодетекторов (ШФД), реализованных на импортозамещающей элементной базе. В первой части работы рассмотрены вопросы формирования симметричного двухполосного двухчастотного зондирующего излучения (ДДЗИ) с подавленной несущей и равными амплитудами компонент, составляющих основу ШПДЧ, и оцениваются его функциональные и системные характеристики, необходимые для достижения цели работы. Во второй части работы представлены основы анализа ДДЗИ, преобразованного в ШФД через оптический фильтр с наклонной линейной характеристикой (ОФНЛХ), с помощью простого по структуре радиофотонного интеррогатора, существенно отличающегося по принципу действия от ЭВА и позволяющего снизить стоимость РФАСХ в целом за счет исключения последнего. На примере симметричного ДДЗИ синтезированного на основе умножения сканирующей частоты и принципов радиофотонной интеррогации с ОФНЛХ в третьей части работы показаны принципы построения РФАСХ ШФД с ушестерением диапазона измерения АЧХ. В настоящей, четвертой части работы, на примере симметричного двухполосного четырехчастотного зондирующего излучения, как варианта двухполосного многочастотного зондирующего излучения (ДМЗИ), синтезированного на основе умножения сплиттированной сканирующей частоты, и принципов радиофотонной интеррогации с ОФНЛХ показаны принципы построения РФАСХ ШАММЦ с утроением диапазона измерения АЧХ и получением данных для ее построения на выходе калиброванного ШФД с двух узкополосных фильтров на одинарной и утроенной частотах сплиттирования. Последняя выбирается в соответствии с требованиями теории СПДЧ из условий, учитывающих ширину линии излучения лазера и шумовую характеристику фотодетектора, разрешающую способность измерений и ширину радиочастотной составляющей сигнала биений.
Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):54-63
pages 54-63 views

Широкополосные и сверхузкополосные пакеты дискретных частот для решения задач спектральной настройки восходящих каналов волоконно-оптических транспортных доменов сетей доступа мобильной связи 5G+

Аль-Муфти А.М., Соколов В.С., Мисбахов Р.Ш., Морозов О.Г., Мисбахов Р.Ш.

Аннотация

Представлены теоретические и практические результаты поиска путей улучшения метрологических и технико-экономических характеристик систем контроля и управления центральной длиной волны, а именно, инициал изации, коррекции и перестройки несущей передатчиков восходящих каналов транспортных доменов сетей доступа 5G+. В основе найденных решений лежат радиофотонные подходы с формированием широкополосных и сверхузкополосных пакетов дискретных частот, а также их комбинации. Разработаны методы анализа и принципы построения систем контроля и управления длиной волны несущей. Сформированы симметричные и ассиметричные многочастотные зондирующие излучения, позволяющие получить при зондировании ими выделенного канала мультиплексора AWG управляющие сигналы, пропорциональные результату сравнения длины волны несущей и центральной длины волны канала. На их основе построены системы контроля и управления с улучшенными отношением сигнал/шум, чувствительностью, точностью и быстродействием, а также снижением стоимости изготовления и эксплуатации.
Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):64-90
pages 64-90 views

Исследование эффективности протокола быстрой квантовой памяти на отдельном атоме в резонаторе в условиях оптимизированного контролирующего поля

Харламова Ю.А.

Аннотация

Теоретически исследована схема квантовой памяти на отдельном трехуровневом атоме в высокодобротном резонаторе. Исследовано влияние атомной релаксации и потерь в резонаторе на эффективность загрузки фотона на долгоживущие атомные состояния. Полученные результаты показывают возможность выбора новой оптимальной временной формы контролирующего лазерного импульса, что позволяет достичь эффективности загрузки 31,1% в неадиабатическом режиме взаимодействия фотона с атомом при использовании экспериментально реализованных параметров схемы квантовой памяти.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):90-96
pages 90-96 views

Киберфизические системы

Мобильная баллистокардиография на основе акселерометров с использованием адресных волоконных брэгговских структур

Силантьева А.А.

Аннотация

Неинвазивный оперативный мониторинг жизненно важных показателей спортсмена является необходимым требованием для контроля и профилактики возникновения перегрузок в ходе тренировочного процесса по многим причинам, одна из наиболее важных из которых - повышение эффективности тренировочного процесса. В этой статье обсуждаются основные методы снятия баллистокардиограммы на основе волоконно-оптических технологий, а именно волоконных брэгговских решеток и адресных волоконных брэгговских структур, в динамичном состоянии спортсмена в ходе тренировочного процесса. На основе проведенного анализа был сделан вывод о необходимости построения носимых спортсменом устройств, работающих по принципу акселерометра. Показаны преимущества применения в акселерометрах адресных волоконных брэгговских структур, позволяющих повысить точность формирования записываемой кардиограммы как колебательного процесса и характеризовать процесс их снятия как адресный при наличии нескольких носимых датчиков.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):97-106
pages 97-106 views

Новинки техники и технологий. Обзоры. Конференции. Даты

Рамзи-эффект в оптически плотной резонансной среде

Моисеев С.А., Герасимов К.И., Миннегалиев М.М., Брекоткин И.В., Моисеев Е.С.

Аннотация

Экспериментально обнаружено сужение линий резонансов Рамзи в оптически плотной двухуровневой атомной среде. Показано, что сужение линий обусловлено эффектами сигналов многократного фотонного эха, возникающих в глубине оптически плотной атомной среды, что также подтверждается наблюдением этих сигналов на выходе из среды. Аналитические решения, полученные с использованием теоремы о площадях импульса и ее обобщения на фотонное эхо совместно с методом обратной задачи рассеяния, хорошо описывают основные закономерности рассматриваемых процессов и спектроскопические параметры резонансов Рамзи.

Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2025;5(1):107-109
pages 107-109 views

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).