В статье представлены результаты по лазерной методике удаления защитного полиимидного покрытия с кварцевых капилляров по сравнению с термическим методом очистки при помощи газовой горелки. Показано, что использование импульсного ультрафиолетового лазерного излучения позволяет удалять защитное полиимидное покрытие без необходимости дополнительной механической обработки капилляров, без нагрева, риска появления деформаций и дефектов капилляров. Лазерная технология удаления полиимидного покрытия с кварцевого капилляра позволяет реализовать высокую воспроизводимость технологического процесса и является перспективной для серийного производства линеек капилляров.

 
Ключевые слова: лазерное удаление защитного покрытия, кварцевый капилляр, полиимид, ультрафиолетовый лазер

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Курочкин В.Е., Владимиров Ф.Л., Альдекеева А.С., Корнева Н.А.)
Научно-производственное предприятие волоконно-оптического и лазерного оборудования НПП "ВОЛО", Санкт-Петербург (Волков М.В., Шляхтин М.С., Журба Д.В.)
Контакты: Владимиров Федор Львович, fedor.vlv3008@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 20.01.2025

Важным этапом в технологии массового параллельного секвенирования нуклеиновых кислот является процесс измерения сигналов флуоресценции. Спектральный состав сигнала флуоресценции несет информацию о типе объекта флуоресценции (нуклеотида), входящего в состав образца ДНК, анализируемого секвенатором. Чем больше нуклеотидов в процессе чтения будет распознано верно, тем точнее будет результат прочтения всего генома. Явление наложения спектральных составляющих сигналов флуоресценции нуклеотидов A, C, G и T (явление перекрестных помех, в англоязычной литературе: сross-talk) – один из негативных факторов, препятствующий достоверному прочтению генома. Для борьбы с этим явлением необходим алгоритм цветокоррекции. Этот алгоритм является решающим в определении типа нуклеотида, находящегося в данных координатах (кластере) в данном цикле чтения. В работе рассматривается алгоритм цветокоррекции, позволяющий с помощью метода линейной регрессии определить матрицу перекрестных помех. На основе этой матрицы определяется обратная матрица, использование которой позволяет существенно снизить влияние наложения спектральных полос на точность оценки измерений сигналов флуоресценции. Алгоритм апробирован на экспериментальных данных и показал высокую достоверность результатов.

 
Ключевые слова: секвенирование нуклеиновых кислот, математическая обработка данных, явление перекрестных помех, матрица перекрестных помех, линейная регрессия, метод наименьших квадратов

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
Контакты: Манойлов Владимир Владимирович, manoilov_vv@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 06.09.2024

Рассмотрено применение параметрической излучающей антенны (ПИА) в новом качестве – как источника низкочастотного ультразвукового (УЗ) сигнала с перестраиваемыми характеристиками в волноизмерительной аппаратуре, используемой для гидроакустического мониторинга водной поверхности прибрежной акватории, например при дистанционной оценке степени волнения при проведении измерений гидроусловий. Обсуждаются результаты модельных экспериментов по изучению закономерностей рассеяния УЗ-поля при подводном облучении как гладких, так и возмущенных ветровым воздействием границ раздела вода—воздух. Анализ данных позволил уточнить модель ПИА в рамках задачи эхопоиска объектов на мелководье вблизи акустически мягкой границы вода—воздух, в которой используется метод мнимого источника. Предложен информативный признак и обсуждаются основы способа измерения параметров взволнованной морской поверхности с использованием эффектов нелинейной акустики, например, для режима широкополосного облучения УЗ-сигналами со стороны дна.

 
Ключевые слова: параметрическая излучающая антенна, нелинейная акустика, рассеяние УЗ-волн на взволнованной границе раздела вода—воздух

Южный федеральный университет, г. Таганрог
Контакты: Волощенко Елизавета Вадимовна, voloshchenko.liza@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 14.03.2025

Исследование освещает проблему метрологии негладких поверхностей и выявление технических характеристик разработанной интерферометрической установки, где в качестве источника излучения применялся диод белого света. Получение высокоточной информации о геометрии оптической либо негладкой поверхности является значимой проблемой для метрологического обеспечения, и интерференционные приборы и комплексы, использующие источники света, которые загрубляют лазерный режим, способны обеспечить исследователя такой информацией. В работе исследованы метрологические параметры экспериментальной установки: диапазон, погрешность измерений, амплитуду интерференционного сигнала. Полученные экспериментальные результаты представлены в виде технических характеристик.

 
Ключевые слова: длина световой волны, контраст интерференционного поля, длина когерентности, погрешность измерений, диапазон измерений, амплитуда интерференционного сигнала, диаметр светового пятна

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического
приборостроения (ГУАП), г. Санкт-Петербург (Майоров Е.Е., Пушкина В.П., Гулиев Р.Б.)
Ивангородский гуманитарно-технический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения", г. Ивангород (Дагаев А.В.)
Контакты: Майоров Евгений Евгеньевич, majorov_ee@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 16.04.2025

Рассмотрена разработанная в ИЗМИРАН архитектура построения высоконадежной системы электроснабжения на базе литий-ионных аккумуляторных батарей, предназначенной для проведения научных экспериментов на борту космических аппаратов. Предложенный подход опирается на многолетний опыт в создании экспериментальных комплексов научной аппаратуры и позволяет преодолеть ряд принципиальных недостатков литий-ионных аккумуляторных батарей, открывая возможности использования их неоспоримых преимуществ в ходе создания новых перспективных приборных комплексов различного назначения на орбите Земли. Особое внимание уделено рассмотрению специфических для области применения вопросов начального включения питания комплекса, его наземной отработки и обеспечению надежности функционирования.

 
Ключевые слова: система электроснабжения, литий-ионная аккумуляторная батарея, космический эксперимент, управление резервированием

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова Российской Академии наук (ИЗМИРАН), г. Москва, Троицк
Контакты: Лисин Дмитрий Валерьевич, lisindv@izmiran.ru

 
Материал поступил в редакцию 05.03.2025

В статье представлен алгоритм автоматического расчета матрицы гомографии, предназначенный для оценки скорости движения погрузчиков в складских условиях. Предложенный алгоритм использует видеопоток с камер наблюдения для преобразования координат объектов из перспективного изображения в метрическое пространство, что позволяет определять положения погрузчиков в реальных единицах измерения. В алгоритме реализована автоматическая калибровка на основе распознавания поддонов с известными размерами и использования характеристик камеры. Предложен алгоритм автоматического подбора параметров монокулярной системы для случая, если они заранее неизвестны. Проведен эксперимент с использованием реальных видеозаписей, демонстрирующий применимость предложенного алгоритма для мониторинга логистических процессов и повышения эффективности управления складским транспортом. Эксперимент показал, что при расчете средней скорости движения погрузчиков 98% полученных значений попадают в погрешность ±1 км/ч.

 
Ключевые слова: вычисление скорости, компьютерное зрение, нейронные сети, матрица гомографии

Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный
Контакты: Водичев Никита Алексеевич, vodichev.na@phystech.edu

 
Материал поступил в редакцию 20.03.2025

В работе приведен набор математических моделей, используемых при численном моделировании задач электрокинетики, а именно рассмотрены математические модели для вычисления электрокинетических процессов при исследовании движения несжимаемой вязкой жидкости в круговом капилляре. Приведены соответствующие уравнения гидродинамики. Рассмотрено приближение Дебая—Хюккеля в электроосмотических процессах при решении уравнения Пуассона—Больцмана, а также приведены способы его решения в случаях, когда приближение Дебая—Хюккеля неправомерно. Это позволяет значительно расширить диапазон величин дзета-потенциалов, при которых может быть решено уравнение Пуассона—Больцмана

 
Ключевые слова: электроосмос, вязкая несжимаемая жидкость, система уравнений Навье—Стокса, аппроксимация Дебая—Хакеля, решение уравнения Пуассона—Больцмана в случае недостоверности аппроксимации Дебая—Хакеля

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
Контакты: Шарфарец Борис Пинкусович, sharb@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 07.03.2025