Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области оптики, оптоэлектроники и спектроскопии.



Научное открытие "Явление направленного разветвления электромагнитной энергии в линиях с замедленными волнами".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление направленного и согласованного в широком диапазоне, частот разветвления энергии электромагнитных волн при распространении их в соединениях из сходящихся и пересекающихся под острым углом диэлектрических волноводов или подобных им замедляющих линий".
Авторы: Д. И. Мировицкий, Н. Н. Евтихиев, В. Ф. Дубровин, В. Ф. Взятышев.
Номер и дата приоритета: № 79 от 27 апреля 1959 г.


Описание открытия.
Одна из наиболее актуальных проблем современных областей науки и техники, связанных с передачей, обработкой и использованием информации, – повышение быстродействия, точности и надежности информационных систем. К эффективным способам ее решения относится переход на многоканальную работу, распределение всех операций параллельно по многим каналам. Это позволяет одновременно вести передачу, накопление и обработку потоков и массивов информации, что резко сокращает операционные затраты времени, повышает быстродействие системы, обеспечивает на ее выходе возможность статистического усреднения аппаратных ошибок, т. е. увеличивает ее точность и надежность. Дополнительные перспективы открываются перед системой при введении в схему каналов контроля точности обработки.

Переход на все более короткие участки спектра электромагнитных колебаний, вплоть до диапазона видимого света, открывает путь не только увеличению информационной емкости каналов, но и переходу от одно- и двухмерных систем обработки к трехмерным системам. Примером может служить голография.

Главный тормоз быстродействия и точности современных радиотехнических систем – их громоздкость и сложность. Особенна сложно обстоит дело с миниатюризацией в области субмиллиметрового и оптического диапазонов волн. Традиционные методы геометрической оптики здесь малоэффективны. Выход найден в замене устройств классической оптики волноводными элементами и в построении систем передачи и переработки сигналов на новых принципах, свойственных радиофизике.

Это было подготовлено советскими и зарубежными фундаментальными исследованиями последнего десятилетия в области сверхвысокочастотных (СВЧ) диэлектрических волноводов и функциональных узлов и созданием интегральной и волоконной оптики. Произошел качественный скачок, позволивший решать специфические задачи оптики едиными радиофизическими методами. В результате родилось новое научное направление, занимающееся разработкой и изучением микроволноводных линий, функциональных узлов и сложных оптических схем - радиооптика. До настоящего времени эта область техники заимствовала, в значительной степени компилятивно, методы СВЧ, свойственные технике диэлектрических волноводов, и методы классической оптики.

Доктор технических наук Д. И. Мировицкий, профессор Н. Н. Евтихиев, инженер В. Ф. Дубровин из Московского института радиотехники, электроники и автоматики и кандидат технических наук В. Ф. Взятышев из Московского энергетического института обнаружили ранее неизвестное явление направленного разветвления электромагнитной энергии в линиях с замедленными волнами. Открытие явления, не имеющего прямых аналогов ни в СВЧ-технике, ни в классической оптике, позволило объективно подойти к решению комплекса задач многоканальной передачи и обработки сигналов.

"Физическая природа открытого явления, - рассказывает Д. И. Мировицкий, - сводится к образованию двух раздельных систем парциальных волн в области пересечения линий передачи (волноводов), что приводит к направленному разделению потока передаваемой энергии для развилки диэлектрического волновода. Особенность нового явления – сильная однонаправленная связь на весьма малом участке, не достижимая никакими другими известными методами, хорошее согласование и малые отражения волн от этого участка, а также постоянство коэффициента связи в широком диапазоне волн.

Описанное явление находит все большее применение. На его основе создан комплекс приборов для определения свойств твердых и жидких материалов и веществ, для диагностики плазмы, оперативной корректировки многих производственно-технологических процессов. Разработана широкая номенклатура элементов и функциональных узлов на диэлектрических волноводах, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками.
К замечательным свойствам диэлектрических волноводов - линий передачи замедленных волн - относится однозначная связь рабочей частоты, геометрических размеров поперечного сечения и относительной диэлектрической проницаемости материала. Если нужно уменьшить размеры сечения волновода, достаточно соответственно увеличить диэлектрическую проницаемость (т. е. электрическую "жесткость") материала. При таких трансформациях волноводов особенности распространения энергии остаются неизменными.

С помощью подобных трансформаций были решены две противоположные задачи – миниатюризации аппаратуры в длинноволновом участке СВЧ и, напротив, увеличения ее размеров в коротковолновом участке (субмиллиметры и видимый свет) до удобных в технологическом и конструктивном отношении. Разработанные на базе открытого явления функциональные узлы позволили по-новому подойти к проблеме создания когерентно-оптической и голографической аппаратуры, что резко расширило возможность ее применения. В данном случае аппаратура полностью основывается на диэлектрических микроволноводах, для управления пучками света используются чисто радиооптические принципы. Такие оптика и голография, в отличие от реализуемых на устройствах классической оптики, получили название интегральных. Интегрально-голографические установки и стенды миниатюрны, просты в настройке и эксплуатации, хорошо защищены от внешних воздействий и вибрационных, световых и других помех".
На принципах открытия авторами создано около 20 изобретений. Ряд из них патентуется за границей.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz