В работе представлена теоретическая модель, позволяющая оценить характеристики акустического проточного фильтра для фракционирования микрочастиц и основанная на анализе совместного действия акустической радиационной силы, силы Стокса и силы тяжести на удерживание частиц в ультразвуковом поле. Рассмотрен случай вертикально установленной ультразвуковой камеры при наложении ультразвукового поля параллельно направлению потока. Согласно данной модели, можно обеспечить фракционирование природных неорганических частиц, плотность которых меняется в широком диапазоне (1500?9000 кг•м^-3), отклонение размеров частиц от заданных значений в случае подачи раствора сверху не превышает ± 5 %. Отмечается, что существует потенциальная возможность применения метода для фракционирования частиц не только по размеру, но и по плотности.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Рассматривается многослойная ультразвуковая камера с потерями. Получены выражения для расчета резонансных частот камеры различными методами. Это позволяет варьированием геометрией и акустическими свойствами слоев камеры настраивать ее на резонанс. Приводятся выражения для расчета радиационного давления в слоях камеры в случаях равного и отличного от нуля коэффициента "бегучести" волны в ней. Исследуются численные примеры.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

В статье проведена оценка возможностей реализации канала детектирования заряженных частиц (электронов или ионов), построенного на сочетании твердотельного нанозонда с электростатической энергоанализирующей системой, включающей светосильный энергоанализатор высокого разрешения и интегральный детектор потока заряженных частиц. В качестве энергоанализатора применен спектрометр на основе аксиальносимметричного электростатического тороидального зеркала, обладающий высокими светосилой и разрешением по энергии, которые являются результатом совмещения в пространстве двух фокусировок второго порядка и большой дисперсии по энергии, превышающей в 1.5 раза величину дисперсии полусферического анализатора. Для существования острой фокусировки оптимальны направления движения частиц, составляющие с осью аксиальной симметрии углы в интервале значений от 28? до 55?. Большой телесный угол входящего пучка частиц (равный двум стерадианам) обеспечивает энергоанализатору светосилу не менее 30 % от 2p;. Свойства фокусировки таковы, что при угловом растворе пучка, равном 25°, энергетическое разрешение по основанию спектральных линий может быть лучше, чем ΔE/E = 0.1 %. Простая геометрия полеобразующих электродов делает технологичной и компактной конструкцию энергоанализатора.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики

В работе предлагается метод монохроматизации и формирования потока ионов, испускаемых ионными источниками, работающими при высоком газовом давлении. Монохроматизация потока ионов осуществляется с помощью преобразования энергетического спектра частиц в высоком вакууме за счет ударного воздействия коротких электрических импульсов на ионы с последующей фокусировкой потока ионов системой одиночных электростатических линз. В работе получены аналитические выражения для оценок временных и пространственных характеристик диссипации энергии потока ионов. Предлагаемый метод имеет ряд технических достоинств по сравнению с методом, описанным в литературе.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Измерена разрешающая способность спектрометра ионной подвижности с двумя затворами при различных длительностях импульса от 10 до 200 микросекунд. Двойное разделение приводит к увеличению разрешающей способности в зависимости от начальной длительности импульса.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Рассмотрены результаты измерения соотношения ионных пиков с молекулярными весами 131 m/e и 132 m/e при соотношении интенсивностей (площадей) пиков 1: 0.03 в масс-спектре перфтортрибутиламина с σ в пределах 0.005÷0.008 % по отношению малого пика к большому. Рассмотрены условия получения указанной точности измерения соотношения этих пиков. Измерения выполнены на квадрупольном масс-спектрометре МС7303 с модифицированной электронно-вычислительной частью. Непосредственной целью данной работы была наработка технических предпосылок создания для НТЦ "Центротех-ЭХЗ" квадрупольного масс-спектрометра для особо высокоточного (0.002 %) измерения изотопного состава кремния в SiF₄ в связи с Международным проектом по созданию Нового эталона массы. В Проекте участвуют Германия, Великобритания, Франция, Япония, США, Австралия и Россия, от которой исполнителями являются Филиал ФГУП "ПО ЭХЗ" НТЦ "Центротех-ЭХЗ" (ведущая организация), ФТИ РАН, ИХВВ РАН и Радиевый институт.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Рассмотрены методы решения математически некорректной обратной задачи эллипсометрии. Предложен новый критерий выбора оптимального решения, успешно опробованный в численном эксперименте. На основе результатов численного эксперимента предложен метод последовательного неразрушающего восстановления оптического профиля поверхности. Новый критерий использован также для определения параметров сверхтонких окисных пленок на кремнии, при этом получены физически обоснованные результаты.

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

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

В работе приводятся некоторые подходы к вычислению амплитуды рассеяния акустических рассеивателей, применяемые в различных областях теории рассеяния волн и частиц. Рассматриваются как объемные, так и поверхностные рассеиватели. Приводятся примеры конкретных расчетов, проведенных различными методами.

Санкт-Петербург

Приведен алгоритм решения двумерного уравнения Пуассона в аксиальной геометрии методом граничных интегральных уравнений на случай, когда облако объемного заряда имеет гладкие криволинейные границы.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Представлен алгоритм решения проблемы оси применительно к методу граничных интегральных уравнений, в котором интегральное уравнение с помощью метода коллокации и метода прямого интегрирования трансформируется в матричное уравнение. При формировании матрицы особое внимание уделено особенностям ядра интегрального уравнения, расположенным вблизи оси.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Рассматриваются режимы работы микромеханического гироскопа (ММГ) R-R типа с совмещенными и разнесенными частотами первичных и вторичных колебаний. Рассмотрены методы совмещения частот колебаний. Приведены теоретические исследования, показывающие преимущества работы в режиме с совмещенными частотами. Предложены результаты экспериментальных исследований ММГ в режимах совмещенных и разнесенных частот. Теоретические предпосылки подтверждены результатами экспериментальных исследований.

ФГУП ЦНИИ "Электроприбор", Санкт-Петербург

Рассмотрены возможности алгебраического метода восстановления амплитуд "наложившихся" масс-спектрометрических пиков при известных положениях и полуширинах. В основе рассмотренного метода лежит решение методом наименьших квадратов системы линейных уравнений, в которой количество неизвестных равно количеству пиков в спектре, а количество уравнений равно количеству измеренных отсчетов в спектре. Приводятся результаты исследования метода на математических моделях масс-спектра. Показаны возможности оценки амплитуд масс-спектров примесей с массой, близкой по массе пика основного продукта. Для эффективной работы метода необходимо предварительное проведения операций сглаживания и фильтрации, с помощью которых отношение сигнала к шуму должно быть больше 500.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Рассмотрены возможности использования спектральных преобразований в приспособленном базисе для повышения разрешающей способности и фильтрации масс-спектрометрических сигналов. В качестве эталонных сигналов для построения базиса используются различные функции, описывающие масс-спектро¬метрические пики. В простейшем случае для описания пика масс-спектрометрического сигнала используется гауссова функция. Кроме того, используются функции, описывающие масс-спектрометрические пики с плоской вершиной, и функции, описывающие масс-спектрометрические сигналы, искаженные инерционностью системы регистрации с электрометрическим усилителем с большой постоянной времени. Показывается, что использование прямого и обратного спектральных преобразований в базисе, "приспособленном" к форме пика, дает возможность достоверного восстановления параметров отдельных пиков в смешанном сигнале в том случае, когда отдельные пики описываются одинаковыми функциями, отличающимися только амплитудой и положением на оси независимой переменной. Качество восстановления не зависит от параметра — ширины пика и количества данных в выборке. В результате фильтрации шумов с помощью спектральных преобразований получаются хорошо сглаженные сигналы, в которых имеется возможность с высокой точностью оценить положение пика при отношении сигнал/шум три и выше.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
(Абденби А., Солодовников А.И.)

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург (Манойлов В.В., Заруцкий И.В.)

Рассмотрены возможности прямого и обратного вейвлет-преобразований для очистки масс-спектро¬метрических сигналов от шумов. Использовано многоуровневое преобразование исходного сигнала с целью установления оптимальной полосы низкочастотного фильтра при сохранении разрешения. Критерием оптимальности выбран уровень энтропии, который быстро уменьшается на первых этапах аппроксимации и детализации, а затем его уменьшение сильно замедляется. Приведены примеры фильтрации реального масс-спектрометрического сигнала предлагаемым методом.

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург