Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит два раза в месяц 10 (114) Редакционная коллегия bГлавный редактор
 Скачать 5.47 Mb.
|
|
. № 10 (114) . Май, 2016 г. Рис. 3. Основное окно программы Выражение (1) представляет собой систему из х нелиненых уравнений стремя неизвестными. Для решения этой системы был использован модифицированный метод Ньютона — Рафсона, так как он наиболее универсальный и удобный для применения ЭВМ, сочетающий преимущества метода касательных и способа логарифмической линеаризации нелинейной части системы [19,20]. Используя в алгоритме решения вышеописанный метод — следует учитывать что устойчивость решения зависит от начального условия 1 2 2 1 1 1 2 1 2 * * ; * * i i f f f f k k n n f f f f n k k n − ∂ ∂ − ∂ ∂ = + ∂ ∂ ∂ ∂ − ∂ ∂ ∂ ∂ (2) 2 2 1 2 1 1 2 1 2 * * ; * * i i f f f f n n k k f f f f n k k n − ∂ ∂ − ∂ ∂ = +Где, ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 0 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 16 s R f P Q r S n n n k T α α γ γ = + + + − + ; ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 16 s R f P Q r S n n n k T α α γ γ = − + − − + ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 0 8 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 cos 2 sin 2 32 ; n n n n s f d R P Q R S S r n n n n T π α α γ γ γ γ λ ∂ = + + + + − − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 0 4 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 sin 2 cosh 2 32 ; k k k k s f d R P Q R S P h Q n n k k T π α α γ γ α α λ ∂ = + + + + + − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) 2 0 4 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 32 ; k k k k s f d R P Q R S n n k k T π α α γ γ λ ∂ = + + + + − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 0 8 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 cos 2 sin 2 32 ; n n n n s f d R P Q R S S r n n n n T π α α γ γ γ γ λ ∂ = − + − − − − ∂ ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 0 4 4 ; n s s P n n k n n k n n n = + + + + + − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 4 ; k s P k n k n n k n = + + + + + ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 4 8 ; n s s s Q n k n n n k n n n n n π = + + − + + + − ( ) 0 8 ; n s Q nk n n = − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 2 ; n s R n n k n n k n = − + − + + − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 0 2 4 ; k s s R k n k n n k n n n = + − + + − + ( ) 0 4 ; n s S nk n n = − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 0 0 2 4 ; k s s s S n n n k n n k Метод, реализованный в моей программе решает эту проблему, сначала находится первое приближение искомых коэффициентов и только потом производится окончательное уточнение найденных приближений с использованием описанного выше метода Ньютона-Рафсона. Программа optic const.exe, позволяет проводить расчет коэффициентов преломления, поглощения и толщины нанесенной пленки. В программе предусмотрен простой и функциональный интерфейс, позволяющий пользователю корректировать входные данные и находить устойчивые решения. Основное окно программы показано на рис. Рис. 3. Основное окно программы Рассмотрим основные элементы управления. Ввод данных — ввод параметров среды, подложки и т. д. Запуск решения — отображение спектральных значений пропускания, преломления и поглощения, а также диаметр покрытия. 319 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May Рис График зависимости n и k от для покрытия из Al, толщиной 20 нм Рис. 5. График зависимости n и k от для покрытия из Ar, толщиной 20 нм Выражение (1) представляет собой систему из х нелиненых уравнений стремя неизвестными. Для решения этой системы был использован модифицированный метод Ньютона — Рафсона, так как он наиболее универсальный и удобный для применения ЭВМ, сочетающий преимущества метода касательных и способа логарифмической линеаризации нелинейной части системы [19,20]. Используя в алгоритме решения вышеописанный метод — следует учитывать что устойчивость решения зависит от начального условия 1 2 2 1 1 1 2 1 2 * * ; * * i i f f f f k k n n f f f f n k k n − ∂ ∂ − ∂ ∂ = + ∂ ∂ ∂ ∂ − ∂ ∂ ∂ ∂ (2) 2 2 1 2 1 1 2 1 2 * * ; * * i i f f f f n n k k f f f f n k k n − ∂ ∂ − ∂ ∂ = +Где, ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 0 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 16 s R f P Q r S n n n k T α α γ γ = + + + − + ; ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 16 s R f P Q r S n n n k T α α γ γ = − + − − + ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 0 8 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 cos 2 sin 2 32 ; n n n n s f d R P Q R S S r n n n n T π α α γ γ γ γ λ ∂ = + + + + − − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 0 4 cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 sin 2 cosh 2 32 ; k k k k s f d R P Q R S P h Q n n k k T π α α γ γ α α λ ∂ = + + + + + − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) 2 0 4 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 32 ; k k k k s f d R P Q R S n n k k T π α α γ γ λ ∂ = + + + + − ∂ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 0 8 ' cosh 2 sinh 2 2 cos 2 2 sin 2 cos 2 sin 2 32 ; n n n n s f d R P Q R S S r n n n n T π α α γ γ γ γ λ ∂ = − + − − − − ∂ ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 0 4 4 ; n s s P n n k n n k n n n = + + + + + − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 4 ; k s P k n k n n k n = + + + + + ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 4 8 ; n s s s Q n k n n n k n n n n n π = + + − + + + − ( ) 0 8 ; n s Q nk n n = − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 2 ; n s R n n k n n k n = − + − + + − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 0 2 4 ; k s s R k n k n n k n n n = + − + + − + ( ) 0 4 ; n s S nk n n = − ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 0 0 2 4 ; k s s s S n n n k n n k Метод, реализованный в моей программе решает эту проблему, сначала находится первое приближение искомых коэффициентов и только потом производится окончательное уточнение найденных приближений с использованием описанного выше метода Ньютона-Рафсона. Программа optic const.exe, позволяет проводить расчет коэффициентов преломления, поглощения и толщины нанесенной пленки. В программе предусмотрен простой и функциональный интерфейс, позволяющий пользователю корректировать входные данные и находить устойчивые решения. Основное окно программы показано на рис. Рис. 3. Основное окно программы Рассмотрим основные элементы управления. Ввод данных — ввод параметров среды, подложки и т. д. Запуск решения — отображение спектральных значений пропускания, преломления и поглощения, а также диаметр покрытия. Для расчета покрытия вводятся исходные данные s n — коэффициент преломления подложки 0 n — коэффициент преломления среды n и k — комплексный коэффициент пленки λ — длинна волны d — толщина пленки R и R’ — коэффициент отражения от пленки и со стороны подложки T- коэффициент пропускания пленки. Рассчитав в optic const.exe коэффициенты преломления и поглощения для покрытий толщиной 20 нм из Al и атак же покрытий толщиной 25 нм из Fe и Pd были построены графики зависимостей ( ) ( ) , n k λ λ Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. Рис. 6. График зависимости n и k от для покрытия из Pd, толщиной 25 нм Рис. 7. График зависимости n и k от для покрытия из Fe, толщиной 25 нм В заключении можно отметить, что программа справляется с поставленной передней задачей — это следует напрямую из сравнения полученных се помощью результатов с реальными экспериментальными данными. Как дополнительная функция — это файл с порядком расчета и результатами по мере их уточнения, таким образом можно отслеживать правильность работы и контролировать влияние внесенных изменений в процесс решения (оптимизация. Среди минусов можно отметить что программа считает только однослойные покрытия — на практике же обычно используется от х слоев и точность расчета напрямую зависит от вычислительной мощности компьютера. Из этого следует что доработка кода программы для расчета n-слойного покрытия и увеличение вычислительной мощности значительно увеличиваете актуальность. Такую программу можно объединить с базой данных, включающей в себя оптические покрытия. В таком случае по оптическим характеристикам можно определить характеристики покрытия. Литература: 1. Гагарский, СВ, Ермолаев В. С, Сергеев АН, Пузык МВ. Исследование лучевой прочности диэлектрических покрытий, нанесенных на оптическую поверхность. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. Т. 55. № 7. с. 80–85. 2. Моисеев, С. Г, Явтушенко МС, Явтушенко ИО, Жуков А. В. Антиотражающее покрытие с металлическими наночастицами. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 4–3. с. 749–754. 321 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May 2016 3. Титомир, А. К, Сушков В. Я, Духопельников Д. В. Способ нанесения проводящего прозрачного покрытия. патент на изобретение RUS 2112076 4. Духопельников, Д. В, Ивахненко С. Г, Марахтанов М. К. Селективные покрытия солнечных коллекторов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № S. с. 75–80. 5. Духопельников, Д. В, Марахтанов М. К, Воробьев Е. В, Жуков А. В, Кириллов Д. В, Ивахненко С. Г. Ускорители с анодным слоем для ионно-лучевой наноразмерной обработки крупногабаритных оптических деталей / Материалы VI Международной научно-технической конференции Вакуумная техника, материалы и технология. Москва, КВЦ Сокольники, 13–15 апреля 2011. с. 189–192. 6. Духопельников, Д. В, Ивахненко С. Г, Воробьев Е. В, Азербаев А. А. Влияние режима ионной обработки на плотность дефектов и разрушение поверхности астроситалла/Наука и образование научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014. № 12. с. 181–191. 7. Марахтанов, М. К, Духопельников Д. В, Мэй Сянь Сю. Дисперсионные характеристики наноразмерных металлических пленок в видимом дипазоне излучения/Нано- и микросистемная техника. 2008. № 1. с. 42–47. 8. Пазынин, Л. А. Искадающие покрытия, как альтернатива максикующим покрытиям Физические основы приборостроения. Т. 2. № 1 (6). с. 72–77. 9. Губанова, Л. А, Зверев В. А. Создание интерференционных покрытий с улучшенными механическими свойствами на основе смесовых пленок Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2012. Т. 55. № 4. с. 46–49. 10. Яковлев, П. П, Мешков Б. Б. Проектирование интерференционных покрытий / Серия Библиотека приборостроителя М Машиностроение, 1987–192 с. Носов, Ю. Р. Оптоэлектроника. — М Радио и связь, 1989. — 359 с. Крылова, Т. Н. Интерференционные покрытия. — Л Машиностроение, 1973. — 224 с. Риттер, Э. Пленочные диэлектрические материалы для оптических применений / В кн Физика тонких пленок // Под ред. Г. Хасса, М. Франкомбра, Р. Гофмана. — т. 8. — М Мир, 1978. — с. 7–60. 14. Матвеев, АН. Оптика. — М Высшая школа, 1985. — 351 с. C. I. Nagendra, G.K. M. Thutupalli. Optical constants of absorbing films. Vacuum. V. 31. 1980. p. 141–145. 16. Многослойные интерференционные покрытия в квантовой электронике / Г. Я. Колодный, Е. А. Левчук, Ю. Д. Порядин, П. П. Яковлев // Электронная промышленность. — 1981. — N 5, 6. — с. 93–101. 17. Просветляющие покрытия в оптоэлектронике. Проектирование, материалы, особенности технологии Лабораторная работа по курсу «Физико-химические основы технологии / Сост. А. В. Ершов, АИ. Машин. — Н. Новгород ННГУ, 2007. — 28 с. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Том IV. Оптика. > Стр. М 19. Димитров, В. И. Простая кинетика. Новосибирск Наука 1982 гс. Синкевич, Г. И. История метода касательных // Математика и математическое моделирование проблемы и перспективы. Международная научно-практическая конференция. Оренбург, 20–21 мая 2015 г сборник научных статей. — Оренбург Издательство ОГПУ, 2015. — С.246–250. Установление оптимальных углов наклона плоских отражателей к гелиопокрытию, применяемых при тепловой обработке сборного железобетона с использованием солнечной энергии Усманов Фарход Бафоевич, кандидат технических наук, доцент Бухарский филиал Ташкентского института ирригации и мелиорации (Узбекистан) Р анее установлена эффективность использования плоских отражателей, позволяющих 10 месяцев в году при гелиотермообработке, выпускать сборные железобетонные изделия без подвода традиционных видов энергии пар, электроэнергия) за счет повышения на 28÷112% плотности радиационного патока, падающего на изделие, в различные месяцы года Поскольку плоские отражатели рекомендуются для полигонов и открытых площадок заводов по выпуску сборного железобетона, важно установить параметры отражателя к гелиопокрытию в разные сезоны года с целью для эффективного использования отраженных лучей. Нами определены углы наклона плоского отражателя к гелиопокрытию в различные периоды года для Бухарского региона, обеспечивающие отражение радиационного патока, падающего на поверхность отражателя, на всю поверхность гелиопокрытия. |