Диссертация (1102364), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Èñïîëüçóÿ (3.3.34) ïîëó÷èì Sδf /f < 2.4 × 10−28Ãö−1 .  èòîãå äëÿ îöåíêè ÷óâñòâèòåëüíîñòè èõ ïðèáîðà ïîëó÷èì Pmin = 4.3 àÂò/Ãö, ÷òî â 10ðàç ìåíüøå èçìåðåííîãî èìè çíà÷åíèÿ. Ýòî ìîæåò îçíà÷àòü, ÷òî ó íèõ áûëè äîïîëíèòåëüíûåèíñòðóìåíòàëüíûå øóìû.Îòìåòèì, ÷òî ïðè äîñòàòî÷íî áîëüøîì êîýôôèöèåíòå ñäâèãà ÷àñòîòû sδ , ìèíèìàëüíàÿ111ðåãèñòðèðóåìàÿ ìîùíîñòü íå çàâèñèò îò íåãî:3ωmRRF lϕ RPmin X Sδf /f (ωRF )ωRFωRF CmicrostripωRF kB T XRF≈≈S=.U222∆fs2δ QRFQRF2QRF Z0(ωm− ωRF)2 + ωRFΓ2RF(3.3.37)Áîëåå òîãî, ó÷èòûâàÿ ðåçîíàíñíóþ çàâèñèìîñòü ýíåðãèè â ðåçîíàòîðå îò ìîùíîñòè, â ïîëîñåðåçîíàíñà ïîëó÷èì òî÷íî√Γ eff lϕ RQRFcPmin= kB T QRFc= kB TmRF .∆f2πcQRF3.4.(3.3.38)Èòîãè ãëàâû 3 ãëàâå ðàññìîòðåíà òåîðèÿ ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ìîäóëÿòîðîâ íà îñíîâå íåëèíåéíûõ ìèê-ðîðåçîíàòîðîâ ñ ìîäàìè òèïà øåï÷óùåé ãàëåðåè è ôóíäàìåíòàëüíûõ òåïëîâûõ øóìîâ â íèõ.Ïîêàçàíî, ÷òî âîçìîæíû ðàçëè÷íûå ñïîñîáû îðãàíèçàöèè ðàáîòû ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà.
Äëÿ óñèëåíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ âîçìîæíî èñïîëüçîâàòü ìåòàëëè÷åñêèå ðåçîíàòîðûðàäèî÷àñòîòíîãî ñèãíàëà. Ïðè ýòîì â ñèëó öèëèíäðè÷åñêîé ñèììåòðèè ðàäèî÷àñòîòíûì ìîäàì ìîæíî òàê æå ïðèïèñàòü àçèìóòàëüíûå ÷èñëà. Âçàèìîäåéñòâèå îêàçàëîñü ìàêñèìàëüíîäëÿ íåáîëüøîãî ÷èñëà êîìáèíàöèé àçèìóòàëüíûõ ÷èñåë ó÷àñòâóþùèõ âî âçàèìîäåéñòâèèìîä. Äëÿ íèîáàòà ëèòèÿ ðàçðåøåíû“ êîìáèíàöèè M = mp − ms ± mRF /lϕ = 0, ±3, à òàê æå”íå öåëî÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ (îçíà÷àþùèå íåçàìêíóòûå ìèêðîïîëîñêè).Ïðîâåä¼ííîå ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ýëåêòðîîïòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òîìåòàëëè÷åñêèé ðàäèî÷àñòîòíûé ðåçîíàòîð ñ ñîñðåäîòî÷åííîé ¼ìêîñòüþ ïðèâîäèò ê íàèáîëåå ñèëüíîìó ýëåêòðîîïòè÷åñêîìó âçàèìîäåéñòâèþ.
Äâóêîëüöåâàÿ ìîäèôèêàöèÿ ìèêðîïîëîñêîâîãî ðåçîíàòîðà ëó÷øå îáû÷íîé ëèíèè íà 812%. Ïðè ýòîì âåëè÷èíà âçàèìîäåéñòâèÿóâåëè÷èâàåòñÿ ñ óìåíüøåíèåì òîëùèíû ìèêðîïîëîñêà è ñðàâíèâàåòñÿ ñ âåëè÷èíîé äëÿ ìåòàëëè÷åñêîãî ðåçîíàòîðà ïðè òîëùèíå ìèêðîïîëîñêà ïîðÿäêà 10 ìêì (ïðè M = 0).Ðàçðàáîòàí ÷èñëåííûé ìåòîä îöåíêè âíóòðåííèõ òåïëîâûõ øóìîâ ìèêðîðåçîíàòîðà.Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå ñóùåñòâóþùèõ ôîðìóë äëÿ ñïåêòðàëüíûõ ïëîòíîñòåé øóìîâ â ðåçîíàòîðàõ ðàçëè÷íîé ôîðìû ñ ðåçóëüòàòàìè ìîäåëèðîâàíèÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî çà ñ÷¼ò òåïëîâîãîâçàèìîäåéñòâèÿ ñ îêðóæåíèåì ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü òåðìîðåôðàêòèâíîãî øóìà ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò ôîðìû ðåçîíàòîðà, òî åñòü ñïðàâåäëèâà ôîðìóëà â ïðèáëèæåíèè áåçãðàíè÷íîãî ïðîñòðàíñòâà.
Òàê æå ïîêàçàíî, ÷òî òåðìîóïðóãèé øóì íå ÿâëÿåòñÿ ïðåíåáðåæèìîìàëûì. Ïðè âñ¼ì ïðè ýòîì• Ðàññìîòðåíà ìîäóëÿöèÿ îïòè÷åñêèõ ÌØÃ ðàäèî÷àñòîòíûì ïîëåì è ïîëó÷åíû ñîîòâåòñòâóþùèå ðåçîíàíñíûå êðèâûå.112• Ïîêàçàíî, ÷òî â ñëó÷àå çàìêíóòîãî ðåçîíàòîðà àçèìóòàëüíûå ÷èñëà âçàèìîäåéñòâóþùèõ ìîä äîëæíû óäîâëåòâîðÿòü ñîîòíîøåíèþ M = mp − ms ± mRF = 0, ±3• Ðàçðàáîòàíà ñèñòåìà ïðîãðàìì äëÿ ðàñ÷¼òà ýôôåêòèâíîñòè ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ÌÌØÃ• Ïîëó÷åíû çàâèñèìîñòè ýôôåêòèâíîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ ðàäèî÷àñòîòíûõ ðåçîíàòîðîâ îò àçèìóòàëüíîãî ÷èñëà ìîäû íàêà÷êè â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ ðàáîòûìîäóëÿòîðà.• Ïîëó÷åíà çàâèñèìîñòè ýôôåêòèâíîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ îò òîëùèíû è äëèíû ìèêðîïîëîñêà.• Ðàçðàáîòàí íîâûé ìåòîä ðàñ÷¼òà òåïëîâûõ øóìîâ â ìèêðîðåçîíàòîðàõ íà îñíîâå ÔÄÒè ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ìåòîäîì êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ.• Ïîêàçàíî, ÷òî çà ñ÷¼ò ñâÿçè ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé ïîñðåäñòâîì òåïëîïåðåäà÷è ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü òåðìîðåôðàêòèâíîãî øóìà ñîîòâåòñòâóåò âûðàæåíèþ äëÿ áåñêîíå÷íîãî îòêðûòîãî ïðîñòðàíñòâà.• Ðàçðàáîòàí ìåòîä îöåíêè ÷óâñòâèòåëüíîñòè ìîäóëÿòîðà íà îñíîâå ÌÌØÃ.• Ïîêàçàíî, ÷òî â ìîäóëÿòîðå ñ õîðîøèì ýëåêòðîîïòè÷åñêèì âçàèìîäåéñòâèåì ÷óâñòâèòåëüíîñòü îãðàíè÷åíà øóìîì ÑÂ× ðåçîíàòîðà.113Çàêëþ÷åíèå3.5.Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû ðàáîòû ðàáîòå ïðîâåäåíî èññëåäîâàíèå ðàçëè÷íûõ øóìîâ â âûñîêîòî÷íûõ îïòè÷åñêèõ óñòðîé-ñòâàõ.1.
Ðàçðàáîòàí ìåòîä òî÷íîãî ðàñ÷¼òà ôàçîâûõ øóìîâ â äèýëåêòðè÷åñêèõ ìíîãîñëîéíûõïîêðûòèÿõ ñ ó÷¼òîì ïðîíèêàíèÿ ñâåòà âíóòðü ïîêðûòèÿ è ïðîõîæäåíèÿ ñêâîçü çåðêàëî,à òàêæå ìåòîä ðàñ÷¼òà äëÿ ñðåä ñ ïëàâíî ìåíÿþùèìñÿ ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ. Âûäåëåíû äâå âåòâè òåðìîäèíàìè÷åñêèõ øóìîâ áðîóíîâñêèå è òåìïåðàòóðíûå. Øóìûâíóòðè ýòèõ âåòâåé êîððåëèðîâàíû è èõ ðàññìîòðåíèå äîëæíî ïðîâîäèòüñÿ ñîâìåñòíî, òàê êàê âîçìîæíû ýôôåêòû óñèëåíèÿ èëè ñàìîïîäàâëåíèÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî çà ñ÷¼òèíòåðôåðåíöèè ïðîíèêàþùåãî ñâåòà âî âíåøíèõ ñëîÿõ ïðîèñõîäèò îñëàáëåíèå áðîóíîâñêîé âåòâè øóìà îò 2% (ïðîñòîå ïîêðûòèå) äî 20 % (ìàëîå ÷èñëî ñëî¼â).2. Íàéäåí êëàññ ïîêðûòèé ñ íåðàâíûìè îïòè÷åñêèìè òîëùèíàìè ñëî¼â, ìàêñèìèçèðóþùèé êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ.
Îïòèìèçàöèÿ òîëùèí ñëî¼â âíóòðè ýòîãî êëàññà ïîçâîëÿåò ñíèçèòü øóìû ïîêðûòèÿ íà 7 %. Äðóãèå ðàññìîòðåííûå ìåòîäû ïîäàâëåíèÿáðîóíîâñêèõ øóìîâ â ìíîãîñëîéíûõ ïîêðûòèÿõ ëèáî íå óñòîé÷èâû, ëèáî íå äàþò ëó÷øåãî ðåçóëüòàòà.3. Ïîñòðîåíû ìîäåëè äâóõ èçáûòî÷íûõ øóìîâ øóìà ñïîíòàííîé êðèñòàëëèçàöèè (ðàññòåêëîâàíèÿ) è øóìà âÿçêîãî òðåíèÿ. Îöåíåíà ïëîòíîñòü ÷àñòîòû ñîáûòèé ðàññòåêëîâàíèÿ äëÿ ïëàâëåííîãî êâàðöà.
Ïðîâåäåíû îöåíêè ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòè è ïîêàçàíî,÷òî äàííûå øóìû íå ïðåâûøàþò óæå èçâåñòíûå øóìû â ãðàâèòàöèîííûõ àíòåííàõ.4. Ðàçðàáîòàíà ÷èñëåííàÿ ìîäåëü äëÿ îöåíêè è îïòèìèçàöèè ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ðåçîíàòîðàõ ñ ìîäàìè òèïà øåï÷óùåé ãàëåðåè. Ïðîàíàëèçèðîâàíû ðàçëè÷íûå ðåæèìû ðàáîòû ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà íà èõ îñíîâå è ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü óëó÷øåíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ çà ñ÷¼ò ïðèìåíåíèÿ ðåçîíàòîðîâ ñïåöèàëüíîé ôîðìû.5. Ðàçðàáîòàí ÷èñëåííûé ìåòîä ðàñ÷¼òà âíóòðåííèõ òåïëîâûõ øóìîâ ìèêðîðåçîíàòîðîâ ñìîäàìè øåï÷óùåé ãàëåðåè. Ïîêàçàíà íåîáõîäèìîñòü ó÷¼òà îòêðûòîñòè ñèñòåìû íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ ïðè ðàñ÷¼òå òåðìîðåôðàêòèâíîãî è òåðìîóïðóãîãî øóìîâ. Äàí ìåòîä òåîðåòè÷åñêîé îöåíêè ÷óâñòâèòåëüíîñòè ìîäóëÿòîðà è ïîêàçàíî îïðåäåëÿþùåå äåéñòâèåýëåêòðè÷åñêèõ øóìîâ ÑÂ× ÷àñòè óñòðîéñòâà.1143.6.ÁëàãîäàðíîñòèÀâòîð âûðàæàåò áëàãîäàðíîñòü ñâîåìó íàó÷íîìó ðóêîâîäèòåëþ ïðîôåññîðó ÌèõàèëóËåîíèäîâè÷ó Ãîðîäåöêîìó çà ó÷àñòèå â ýâîëþöèè òåìû, ðåêîìåíäàöèè èíòåðåñíûõ å¼ íàïðàâëåíèé è ïëîäîòâîðíûõ êîíôåðåíöèé, ïîìîùè â îáðàáîòêå òåêñòà äèññåðòàöèè; ñâîèìñîàâòîðàì çà ïëîäîòâîðíóþ ñîâìåñòíóþ ðàáîòó, è ñâîåé æåíå Þëèè çà ïîìîùü â ïîäãîòîâêåðèñóíêîâ è òåêñòà.
Òàêæå õîòåëîñü áû ïîáëàãîäàðèòü ñîòðóäíèêîâ êàôåäðû ôèçèêè êîëåáàíèé è äðóãèõ ïðåïîäàâàòåëåé çà ïîìîùü â ïîñòèæåíèè íàóê, îäíîãðóïíèêîâ è êîëëåã çàïîääåðæêó.115Ñïèñîê îáîçíà÷åíèéÑïèñîê îáîçíà÷åíèé îðãàíèçîâàí â òàáëèöó.ÑèìâîëÂåëè÷èíàÐàçìåðíîñòüÈñïîëüçîâàíèåδxñìåùåíèå ïîâåðõíîñòè çåðêàëàìÃëàâà 1LÄëèíà ïëå÷à èíòåðôåðîìåòðàìÃëàâà 1Vîáú¼ìì3ÂåçäåTòåìïåðàòóðàÊÂåçäå∆∗êîíå÷íîå îòêëîíåíèå âåëè÷èíû ∗åä. ∗Âåçäåδ∗ìàëîå îòêëîíåíèå âåëè÷èíû ∗åä. ∗ÂåçäåβTèçîòåðìè÷åñêàÿ ñæèìàåìîñòüÏà− 1ÂåçäåpäàâëåíèåÏàÂåçäåkBïîñòîÿííàÿ ÁîëüöìàíàÄæ/ÊÂåçäåCóäåëüíàÿ òåïëî¼ìêîñòüÄæ/(êã·Ê)Âåçäåρïëîòíîñòüêã/ì3Âåçäåεikäåôîðìàöèÿ1Âåçäåσìåõ.
íàïðÿæåíèåÏàÂåçäåFñèëàÍÂåçäåuñìåùåíèåìÂåçäåEâíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿÄæÂåçäåSýíòðîïèÿÄæ/ÊÂåçäåµõèì. ïîòåíöèàëÄæÂâåäåíèå ê ãëàâå 1N÷èñëî ÷àñòèö1Ââåäåíèå ê ãëàâå 1deãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ (ïî àìïëèòóäå)ìÂâåäåíèå ê ãëàâå 1n∗ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ *-ñóùíîñòè1Âåçäåk0âîëíîâîé âåêòîð â âàêóóìåðàä./ìÂåçäåϕôàçà âîëíûðàä.Ãëàâà 1zêîîðäèíàòà â ãëóáü çåðêàëàìÃëàâà 1φ(f )óãîë ïîòåðü1Âåçäåf÷àñòîòàÃöÂåçäåν∗êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà *-ñóùíîñòè1ÂåçäåY∗ìîäóëü Þíãà *-ñóùíîñòèÏàÂåçäå116ÑèìâîëÂåëè÷èíàÐàçìåðíîñòüÈñïîëüçîâàíèåwøèðèíà ãàóññîâîãî ïÿòíà (ïî e2 )ìÃëàâà 1S∗ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü *-ñóùíîñòè(åä.∗)2 /ÃöÂåçäåα∗êîýôôèöèåíò òåïëîâîãî ðàñøèðåíèÿ1/ÊÂåçäåκòåïëîïðîâîäíîñòüÂò/(ì·Ê)Âåçäådjòîëùèíà j-ñëîÿìÂåçäåG, R, ξìåñòíûå áåçðàçìåðíûå êîýôôèöèåíòû1Ââåäåíèå ê ãëàâå 1ωêðóãîâàÿ ÷àñòîòàðàä./ñÂåçäåΩêðóãîâàÿ ÷àñòîòàðàä./ñÂåçäåβòåðìîðåôðàêöèÿ1/ÊÂåçäåσBïîñòîÿííàÿ Ñòåôàíà-ÁîëüöìàíàÂò/ì2 /Ê4ÂåçäåBîïòè÷åñêàÿ èíäèêàòðèñà1Âåçäåpλµòåíçîð ôîòîóïðóãîñòè(Â/ì)−1ÂåçäåΓjêîìïëåêñíûé êîýôô.
îòðàæåíèÿ1Âåçäåτjêîìïëåêñíûé êîýôô. ïðîïóñêàíèÿ1ÂåçäåEýëåêòðè÷åñêîå ïîëåÂ/ìÂåçäåHìàãíèòíîå ïîëåÀ/ìÂåçäåZjèìïåäàíñ E/HÎìÃëàâà 1ηjèìïåäàíñ µ/ÎìÃëàâà 1äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü1Âåçäåµìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü1Âåçäå0ýëåêòðè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿÔ/ìÂåçäåµ0ìàãíèòíàÿ ïîñòîÿííàÿÃí/ì (Í/À2 )Âåçäågijýëåìåíòàðíûé êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ1Âåçäåϕjäâîéíîé íàáåã ôàçû â ñëîå 2k0 nj djðàä.Ãëàâà 1λäëèíà âîëíûìÃëàâà 1,3m, j, kíîìåðà ñëî¼â1Âåçäåzjìåñòíûé áåçðàçìåðíûé êîýôôèöèåíò1Ãëàâà 1βj0ôàçîâûé øóìîâîé êîýôôèöèåíòà1Ãëàâà 1,2βj00àìïëèòóäíûé øóìîâîé êîýôôèöèåíòà1Ãëàâà 1,2α̃(ω)äèíàìè÷åñêàÿ âîñïðèèì÷èâîñòüÍ/ìÃëàâà 1,3χ∗îòíîñèòåëüíîå îòêëîíåíèå ∗%Ãëàâà 1117ÑèìâîëÂåëè÷èíàÐàçìåðíîñòüÈñïîëüçîâàíèåΓãðàíèöà îáëàñòèÃëàâà 2v∗ñêîðîñòü çâóêàì/ñÃëàâà 2aðàäèóñ ïóçûðüêàìÃëàâà 2Lòîëùèíà çåðêàëàìÃëàâà 2Rðàäèóñ çåðêàëàìÃëàâà 2λïëîòíîñòü ÷àñòîòû ñîáûòèéÃö/ì3Ãëàâà 2I÷èñëåííûå èíòåãðàëû1Ãëàâà 2ηäèíàìè÷åñêàÿ (ñäâèãîâàÿ) âÿçêîñòüÏà·ñÃëàâà 2ζîáú¼ìíàÿ âÿçêîñòüÏà·ñÃëàâà 2Gñòàòè÷åñêèé ñäâèãîâûé ìîäóëüÏàÃëàâà 2Kñòàòè÷åñêèé îáú¼ìíûé ìîäóëüÏàÃëàâà 2G0äèíàìè÷åñêèé ñäâèãîâûé ìîäóëüÏàÃëàâà 2K0äèíàìè÷åñêèé îáú¼ìíûé ìîäóëüÏàÃëàâà 2CKïåðåêð¼ñòíàÿ ðàçìåðíàÿ ïîñòîÿííàÿÏàÃëàâà 2CGäèàãîíàëüíàÿ ðàçìåðíàÿ ïîñòîÿííàÿÏàÃëàâà 2kâîëíîâîé âåêòîð â ñðåäåðàä./ìÂåçäåmàçèìóòàëüíîå ÷èñëî ÌØÃ1Ãëàâà 3lîðáèòàëüíîå ÷èñëî ÌØÃ1Ãëàâà 3qðàäèàëüíîå ÷èñëî ÌØÃ1Ãëàâà 3pïîïåðå÷íîå ÷èñëî ÌØÃ1Ãëàâà 3Rðàäèóñ ðåçîíàòîðàìÃëàâà 3Rmðàäèóñ öåíòðà ëîêàëèçàöèè ÌØÃìÃëàâà 3drðàäèàëüíûé ðàäèóñ ÌØÃìÃëàâà 3dzàêñèàëüíûé ðàäèóñ ÌØÃìÃëàâà 3rcðàäèóñ êðèâèçíû ðåçîíàòîðàìÃëàâà 3bâåðòèêàëüíàÿ ïîëóîñü ñôåðîèäàìÃëàâà 3fm÷àñòîòà ìîäû ñ íîìåðîì mÃöÂåçäåκòåïëîïðîâîäíîñòüÂò/(ì·Ê)Âåçäåxîáîáù¼ííàÿ êîîðäèíàòàåä.ÂåçäåFîáîáù¼ííàÿ ñèëàÄæ/åä.Ãëàâà 3meffýôôåêòèâíàÿ ìàññàÄæ/(åä.·ðàä./ñ)2ÂåçäåWýëåêòðîìàãíèòíàÿ ýíåðãèÿÄæÂåçäåPìîùíîñòü íàêà÷êèÂòÂåçäå118ÑèìâîëÂåëè÷èíàÐàçìåðíîñòüÈñïîëüçîâàíèå~ïîñòîÿííàÿ ïëàíêàÄæ·ñ/ðàä.ÂåçäåΓøèðèíà ðåçîíàíñà ìåõàíè÷åñêîé ìîäûÃöÃëàâà 3Ω÷àñòîòà ìåõàíè÷åñêîé ìîäûðàä/ñÃëàâà 3γ0mñîáñòâåííàÿ øèðèíà ÌØÃ ìîäûÃöÃëàâà 3κmïîëíàÿ øèðèíà ÌØÃ ìîäûÃöÃëàâà 3γcøèðèíà, îáóñëîâëåííàÿ ñâÿçüþÃöÃëàâà 3n2êîýôôèöèåíò Êåððîâñêîé íåëèíåéíîñòèì2 .ÂòÃëàâà 3ω÷àñòîòà îïòè÷åñêîé íàêà÷êèðàä/ñÃëàâà 3ωRF÷àñòîòà ÑÂ× íåñóùåéðàä/ñÃëàâà 3Amìåäëåííî ìåíÿþùàÿñÿ àìïëèòóäà ìîäûÂ/ìÃëàâà 3~emïðîñòðàíñòâåííàÿ ôîðìà ìîäû1Ãëàâà 3δωkjîòí.














