В обзоре рассмотрены основные принципы формирования нестационарных откликов физических систем на импульсное воздействие (сигналы эха и индукции) и те общие для всех систем закономерности, которые позволяют использовать данные отклики в устройствах обработки информации. Приводятся конкретные примеры перспективных систем, а также некоторых важных явлений в этой области. Анализируются ограничения процессоров, построенных на нестационарных откликах, и возможные пути увеличения эффективности их работы.

Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, Санкт-Петербург
(Нестеров М.М.)

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург (Плешаков И.В.)

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Фофанов Я.А.)

Рассматриваются особенности голографической записи по сравнению с обычной фотографической и дается классификация голографических сред. Анализируются механизмы записи различных видов объемных записывающих сред. Среди рассматриваемых объемных голографических сред — фоторефрактивные кристаллы, фотополимеры, в том числе бихромированная желатина, фоторефрактивные среды, в состав которых входят жидкие кристаллы, а также различные фотополимеризующиеся композиции.

ОАО "Научные приборы", С.-Петербург, Россия (Гуревич Б.С.)

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, С.-Петербург, Россия (Гуревич С.Б.)

Институт физики, Вильнюс, Литва (Пецкус А.)

Представлены основы методологии сетей с симметричными функциями преобразования у нейронов (СФПН), которые находят применение в задачах аппроксимации, распознавания образов, идентификации систем (объектов), создания контроллеров, снижения уровня зашумленности сигналов в информационно-измерительных системах. Особенность структуры таких нейронных сетей (НС) состоит в локализации элементов скрытого слоя в многомерном векторном пространстве (размерность которого идентична размерности входной информации) и в наличии СФПН, зависящей от (метрической) нормы разности векторов локализации элементов скрытого слоя и входного вектор-сигнала. Даны элементы прикладной теории распознавания образов на сети с СФПН; критерий обучения НС на основе функционала, регуляризованного по методу А.Н. Тихонова; общий вид функции аппроксимации и интерполирования, полученный на основе этого критерия с использованием схемы Грина для обратной задачи при преобразовании линейным дифференциальным оператором; метод выбора параметра регуляризации

Санкт-Петербург

Разработан общий подход к исследованию всего комплекса углов полной поляризации для однослойных поглощающих систем. Этот подход нетрудно распространить на многослойные среды. Доказано также, что основные особенности в поведении поляризационных углов Ψ и Δ, проявляющиеся на углах полной поляризации и в процессе перехода от одного вида ступеньки для к другому, сохраняются и для случая поглощающих сред.

Институт прикладной физики НАН Украины, г. Сумы (Семененко А.И.)

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Семененко И.А.)

В статье представлены основные положения построения обобщенной структурной схемы амплификаторов ДНК, их классификация и концептуальная модель расчета. Обобщенная структурная схема является результатом проведенного обзора существующих конструктивных схем устройств данного типа и основой для разработки классификации амплификаторов ДНК. Представленная классификация позволяет синтезировать новые типы структурных схем устройств в зависимости от предъявляемых в каждом конкретном случае требований к амплификатору ДНК. Концептуальная модель необходима для создания частных математических моделей расчета конкретных типов амплификаторов ДНК.

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Проведен анализ причин возникновения дискриминаций по массе в источниках ионов с электронным ударом. Методами математического моделирования проанализированы причины дискриминаций. Рассмотрены возможности и принципы создания источников ионов с минимальными дискриминациями по массе.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

При совмещении высоковакуумной части масс-спектрометра с источниками ионов атмосферного давления используются интерфейсы. Интерфейс характеризуется сложными электрогазодинамическими условиями формирования ионного пучка. В работе представлена простая аналитическая модель для расчета характеристик ионного пучка на выходе интерфейса традиционного аксиального типа. Модель строит сглаженные ионные траектории, а также вольтамперные характеристики зависимости ионного тока через отверстие скиммера от напряжения сопло—скиммер в параксиальном приближении.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Андреева А.Д., Галль Л.Н.)

Институт криптографии, связи и информатики, Москва (Елистратов А.А.)

Дано описание алгоритмов обработки с применением модифицированных вейвлетов. Построены блоки фильтров, реализующие быстрые вычислительные алгоритмы. Приведены примеры применения для обработки сигналов различных аналитических приборов. Показано, что предложенный подход позволяет совместить вейвлетное подавление шума, деконволюцию или другие преобразования сигнала, в несколько раз повысить чувствительность и разрешающую способность прибора.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Описан алгоритм обработки масс-спектрометрических данных с целью извлечения информации о молекулярных массах и интенсивности сигналов компонентов пробы. Алгоритм адаптирован для обработки масс-спектров многокомпонентных смесей пептидов, характерных для экспериментов протеомики, и оперирует информацией о положении и интенсивности спектральных пиков, выделенных на предварительной стадии обработки. Показано, что при сопоставимом качестве обработки алгоритм значительно превосходит коммерческие аналоги по производительности и демонстрирует зависимость времени обработки от числа спектральных пиков, характер которой близок к линейному.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Макаров В.В., Лютвинский Я.И., Веренчиков А.Н., Краснов Н.В.)

Балтийский государственный технический университет, Санкт-Петербург (Савельев С.К.)

Предложен метод определения коэффициента диффузии атомов гадолиния в составе комплекса Gd-DTPA в воде с помощью ЯМР-томографа. Метод основан на влиянии неспаренных электронов гадолиния на интенсивность ЯМР-сигналов от протонов воды. Диффузия наблюдалась одновременно в двух частях U-образной трубки с помощью регистрации интенсивности ЯМР-сигналов в зависимости от времени. Для коэффициента диффузии Gd-DTPA получена оценка: D(Gd-DTPA) = (2.4 ± 0.3)x10^–5 см²/с при температуре (22 ± 2) градуса Цельсия.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики (Неронов Ю.И.)

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (Иванов В.К.)

Дано описание мини-ЯМР-томографа, работающего на частоте протонного резонанса 5.44 МГц и регистрирующего изображения от объектов с линейным размером L ? 20 мм. Томограф позволяет в реальном времени регистрировать накопление ЯМР-сигналов, контролировать влияние электромагнитных шумов на качество изображения и выполнять суммирование томограмм до достижения приемлемого контраста изображения исследуемого слоя. Линейное разрешение томографа, достигаемое за время порядка 4 мин, равно ? 0.3 мм. Показано использование прибора с регистрацией томограмм от ряда последовательных эхо-сигналов при исследовании объекта, содержащего области с разными временами спин-спиновой релаксации.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики (Неронов Ю.И.)

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (Иванов В.К.)

Коллектив Института аналитического приборостроения РАН и редакция журнала "Научное приборостроение" сердечно поздравляют главного научного сотрудника, члена редколлегии, профессора Б.Г. Беленького с замечательным юбилеем.