Властивості перетворення Лапласа

Нехай задана функція , де t — дійсна її змінна. Тоді перетворенням Лапласа називається інтеграл: . (1) Тобто, коли у відповідь функції f(t) ставиться функція F(p), де: , – оригінал, – зображення (при виконанні умови збіжності інтегралу). Позначення перетворення Лапласа: . Не всяка функція може бути оригіналом. Достатньою умовою для того, щоб функція вважалась оригіналом […]

Покажчики та адреси

Покажчик – це змінна, яка містить адресу іншої змінної, оскільки покажчик має значення адреси об’єкту, то це створює можливість непрямого доступу до об’єкту через його адресу. Нехай маємо деяке int x, і px – яке назвемо показником, тоді унарний оператор & видає адресу об’єкту, таким чином рх=&х, то це буде значити, що рх є показником, […]

Поняття довірчого інтервалу, розподіл генеральної сукупності

Деякий інтервал з випадковими границями, який накриває дійсне значення α заданою ймовірністю , де додатне число вибирають достатньо малим називають довірчим інтервалом, вірогідність довірчою вірогідністю або надійністю, значущим рівнем. Розглянемо закон розподілення деякого випадково обраного елемента: тут – різні значення ознаки у елементів тієї сукупності з якої обирається на успіх один елемент, таку вихідну сукупність […]

Принцип невизначеності Гейзенберга

В класичній механіці для рухомого тіла завжди можна одночасно і точно визначити його координату х і швидкість v (або імпульс mv) і, відповідно, найти його траєкторію. Для мікрочасток це можна зробити лише наближено. Причому добуток неточностей («невизначеностей») Δх і Δv в одночасному визначенні координати і швидкості не може бути менше величини h/2πm, де m – […]

Порогова енергія накачування для генерації

При умові маємо порогову умову самозбудження , min (порогову) умову для інверсії населеності. Енергія накачки , при якій досягається порогова умова для інверсії населеності називається порогова енергія накачування для генерації. Порогова енергія накачування для генерації буде min при максимальній добротності Q . Добротність Q буде максимальною при мінімальних втратах. Це визначається втратами в напівпрозорому дзеркалі, […]

Поняття алгоритму і властивості алгоритму

Алгоритм – чітко задана послідовність кроків, які мають бути виконані для розв’язання завдання. Алгоритм повинен мати такі властивості: 1. Масовість. Алгоритм повинен бути застосованим до будь-яких елементів з множини вихідних даних. 2. Визначеність. Операції, які використовуються в алгоритмі, не повинні мати двоякого тлумачення і не повинно виникати питання: що саме і як треба робити? Порядок […]

Класифікація середовищ

Середовища бувають: однорідні, ізотропні, лінійні, диспергуючі, суцільні і активні. Середовище називають однорідним, якщо його фізичні властивості не змінюються від точки до точки. Середовище, однорідне у відношенні до одних фізичних властивостей, може бути неоднорідним по відношенню до інших. Наприклад, монокристалічне тіло однорідне по своїм пружнім властивостям і в той же час оптично неоднорідне для рентгенівських променів. […]

Теорема Гауса і вектор електричної індукації

Теорема Гауса визначає потік напруженості електричних зарядів q1, q2, q3,…,qn через замкнуту поверхню, що оточує ці заряди. Потік вважається від’ємним, якщо він направлений всередину поверхні, в протилежному випадку він є позитивним. Розглянемо випадок сферичної поверхні радіусом R, що оточує один заряд q що знаходиться в її центрі. Напруженість поля на всій сфері однакова і дорівнює: […]

Системи числення (позиційна, непозиційна) та способи переведення з однієї системи в іншу

Системою числення (СЧ) називається система правил, які дозволяють встановити взаємо однозначну відповідність між будь-яким числом та його представленням у вигляді сукупності певної кількості символів. Множина символів, що використовується для такого подання, – цифри. Існують позиційні і непозиційні СЧ. У непозиційних СЧ будь-яке число визначається як деяка функція від числових значень сукупності цифр. Якщо в якості […]

Проходження випромінювання через атмосферу. Пропускання атмосферою спектральних інтервалів

Перенос випромінювання через оптичні тонкі розсіювальні середовища завжди можна достатньо точно описується приблизним рівнянням, що враховує лише однократне розсіювання. Більш щільні середовища, в яких спостерігається і поглинання, інколи також можна використовувати таке наближення. Ослаблення випромінювання, що поширюється в середовищі, пропорційне початковій величині випромінювання, густині середовища іц пройденому випромінюванням шляху: , де– спектральна енергетична яскравість в […]

Аналіз математичних моделей взаємодії оптичного випромінювання з біотканинами для аналізу кровонаповнення

Спроби математичного описання взаємодії випромінювання з біотканиною робилися багатьма дослідниками. Найчастіше пропонується рішення цієї проблеми з позиції теорії радіаційного переносу, при цьому біотканина аналізується як випадково неоднорідне середовище, яке розсіює та поглинає, а випромінювання, що розповсюджується в ній – як потік енергії, тобто всі ефекти, зв’язані з хвильовою природою світла, не приймається до уваги. Основне […]

Напівпровідникові лазери

Активним елементом у напівпровідникових лазерах служи арсенід галію, кремній з домішками індію, фосфід галію та ін. напівпровідникові матеріали. Незважаючи на те, що напівпровідники є однією з різновидностей кристалічних матеріалів, напівпровідникові лазери звичайно виділяють в окрему групу внаслідок їх специфічних властивостей. Це, насамперед, простота збудження(накачування) – більшість напівпровідникових лазерів працюють при пропусканні через них електричного струму. […]

Формули де Бройля

Оскільки було доведено, що світло проявляє корпускулярно-хвильовий дуалізм, то французький вчений Луї де Бройль (1924р) висунув гіпотезу про те, що частинки речовини поряд з корпускулярними властивостями мають також і хвильові. Як відомо, фотон має квант енергії ε=hυ, імпульс p=h/λ, масу m=hυ/c2. За де Бройлем, між корпускулярними і хвильовими характеристиками електрона існує такий самий зв’язок, як […]

Структурна надійність. Основні параметри оптоелектронний елементів

Структура оптоелектронної системи – це фіксована (або змінна) сукупність елементів та зв’язків між ними. Структура визначає, з яких елементів чи вузлів складається схема та як ці елементи пов’язані між собою. Надійність оптоелектронної системи – це властивість зберігання працездатності системи (здатності виконувати свої функції) на протязі заданого проміжку часу. Надійність роботи схеми порушується відмовами, імовірнісними подіями, […]

Програмування в середовищі MathCAD PRO

Реалізувати будь-який алгоритм в пакеті системи MathCAD 2000 можна двома способами: · вставляючи відповідні оператори чи функції в текст документу MathCAD. Такий спосіб називається програмуванням в тексті документу · використовуючи так звані програми-функції, які містять конструкції, подібні конструкціям таких мов як PASCAL, FORTRAN: оператори присвоювання, оператори циклів, умовні оператори і т.п. Такий спосіб називається програмуванням […]

Застосування функціонально-повної логіко-часової системи в базисі паралельного порівняння та зсуву з запам’ятовуванням

Функціонально-повною називається система функцій суперпозицією яких може бути представлена будь-яка функція із деякої множини функцій (логічних). Система ЛЧФ є функційно-повною, оскільки вона забезпечує виконання функцій , , . За допомогою суперпозиції цих функцій можна представити повний набір основних логічних функцій, починаючи з констант і закінчуючи імплікацією і стрілкою Пірса. Операція зсуву відноситься до спеціальних операцій […]

Розв’язання звичайних диференціальних рівнянь та їх систем в MathCAD PRO

При розв’язанні багатьох динамічних задач лазерної та оптоелектронної техніки широкого застосування набули моделі на основі диференціальних рівнянь та їх систем, розв’язок яких повинен задовольняти певним початковим умовам (задача Коші). Проінтегрувати таке рівняння в скінченному вигляді вдається досить рідко. При цьому дістають здебільшого такий вираз, до якого шукана функція входить неявно, а тому користуватись ним незручно. […]

Розв’язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь в MathCAD PRO

Системи лінійних алгебраїчних рівнянь ( СЛАР) – це системи рівнянь виду: В матричній формі СЛАР записується в еквівалентному вигляді: , де А – матриця коефіцієнтів СЛАР розмірністю NxN, x– вектор невідомих, b–вектор правих частин рівнянь. СЛАР мають єдине рішення, якщо матриця А являється не виродженою, тобто її визначник не дорівнює нулю. В системі MathCAD PRO […]

Функціональний опис логіко-часових середовищ. Поняття функціонально повної системи

Для функціонального опису логіко-часових середовищ необхідний спеціальний математичний апарат. Оскільки всі інформаційні величини для них можна подати у вигляді часових інтервалів, то потрібні математичний апарат для опису операцій над ними. Всім величинам надаються відрізки існування Ti , тотожні тривалостям інформаційних сигналів, які відтворюють інформаційні величини. Для цього застосовують апарат векторно-перемикальних (ВПФ) чи логіко-часових функцій (ЛЧФ), […]

Радіоактивність

Радіоактивністю називають самовільне (спонтанне) перетворення ядер нестійких ізотопів одних елементів, що зумовлено внутрішніми причинами, та супроводжується випромінюванням, а також інших частинок (нейтронів, протонів).

Приймачі випромінювання

Приймач оптичного випромінювання — предмет або пристрій, призначений для прийому і перетворення оптичного випромінювання в будь-які інші види енергії (електричні види).

Енергія зв’язку ядер

До складу атомних ядер входить лише два види елементарних частинок –– протони і нейтрони. Протон має позитивний заряд, що дорівнює заряду електрона, тобто елементарному заряду е=1,6021*10-19Кл, і масу спокою mp=1,6726*10-27кг. Нейтрон не має заряду, а його маса трохи більша маси протона: mn=1,6749*10-27кг. Протон позначають буквою n. Загальна назва цих частинок –– нуклони. Нуклони міцно зв’язані […]

Фізична природа світла

Першим доказом того, що світло є хвиля за теорією Гюгенса є явище дисперсії, яке було відкрито на початку 19 ст. прихильниками корпускулярної теорії Ньютона – спектр (червоний..фіолетовий) Дисперсія – розкладання білого світла на кольори. n=sinα/sinβ; nk= sinα/sinβ2=c/V2=λn/ λc n=f(λ, V)

Типи резонаторів лазерів

Плоский резонатор. Плоским називають резонатор, утворений двома плоскими квадратними дзеркалами з розмірами 2а·2а, що знаходяться на відстані L один від одного. Власні частоти резонатора визначаються за формулою:

Фізичні основи роботи рідинних лазерів на розчинах барвників

В лазерах на барвниках вимушене випромінювання виникає на флуоресцентному переході молекул барвника (багатоатомні органічні молекули з протяжною системою π-електронів завдяки протяжним зв’язкам можуть флуоресцувати). Ці молекули належать різним хімічним класам (кумарин, ксантенові барвники, оксазинові барвники, поліметин).

Оптоелектроні елементи зберігання, оброблення та відображення інформації

Основою зберігання інформації в оптоелектроніці є використання запам’ятовуючих елементів. Запам’ятовуючі оптоелектронні елементи – елементи, основне призначення яких є запамятовування поступаючи на вхід оптичних або електричних сигналів. Характерною особливістю цих сигналів (на відміну від електронних) є те, що процеси запам’ятовування супроводжуються ефектами візуальної індикації. Як додаток використовуються допоміжні оптоелектроні елементи –це елементи, які сприяють встановленню звязуючих […]

Дискретні та неперервні випадкові величини

Результати стохастичного експерименту можуть визначати числами або числовими величинами, тобто описуються не тільки якісно, але і кількісно. Такі величини називаються випадковими величинами (в.в.).

Квантрон

Квантрон – це мікромодуль, що містить певну кількість напівпровідникових світло- і фотоелектричних елементів, які розміщені в твердому тілі і зв’язані звортніми оптичними зв’язками. Сукупність квантронів створює напівпровідникову оптоелектронну мікросхему. Прикладом елементарного квантрона може слугувати оптоелектронна пара (рис.1) Рис.1 Схема елементарного квантрона

Конденсатори

Електричні конденсатори призначені для створення на ділянці електричного кола певної ємності. Конденсатори, ємність яких не залежить від величини прикладеної напруги, називають лінійними. Конденсатори розрізняють за наступними ознаками: характером зміни ємності, способом захисту від зовнішніх впливаючих факторів, призначенням, способом монтажа та видом діелектрика.

Біологічні ефекти, які виникають у тканині під впливом лазерного випромінювання

В залежності від потужності від потужності опромінювання, часу опромінювання дія лазера може викликати 3 ефекти:

Генеральна сукупність та вибірка

Генеральною сукупністю наз. імовірнісний простір (тобто простір елементарних подій Ω із заданими на ньому полем подій S і ймовірностями Р) і визначена на цьому просторі випадкова величина Х.

Лазерний випромінювач

Використання лазерів у біології та медицині може здійснюватися в кількох напрямках, одним з яких можна вважати розробку на основі лазерної техніки приладів та методів для виявлення, ідентифікації, дослідження будови біологічних об’єктів, а також для вивчення природи процесів, що відбуваються в них. Лазер, як і будь-яке інше джерело світла характеризується енергією Е, потужністю Р і тривалістю […]

Тепловий вплив лазерного випромінювання. Реакція біотканини на температуру

В залежності від потужності, лазерне випромінювання може викликати три різні ефекти в біологічній тканині. При малій і середній потужності будуть відбуватися хімічні та метаболічні реакції в клітинах тканини (біостимуляційні процеси). З ростом потужності випромінювання виникає термічний ефект, який широко використовують у хірургії для термічного випаровування тканини (лазер СО , імпульсний режим ІАГ:Nd) чи коагуляції (аргоновий […]

Квантові підсилювачі

Пристрої, які здатні за рахунок внутрішньої енергії електронів, звязаних з атомами і молекулами активної речовини, підсилювати малі сигнали без викривлення форми електромагнітного поля, називаються квантовими підсилювачами (КП). По довжині хвилі підсиленого ним електромагнітного поля КП діляться на дві великі групи: підсилювачі СВЧ-діапазона довжин хвиль і оптичні квантові підсилювачі (ОКП). В основі роботи ОКП лежить здатність […]

Фотоефект

Квантовою оптикой називаєтся розділ оптики, який займається вивченнім явищ, в яких проявляються квантові властивості світла. До таких явищ відносяться: теплове випромінення, фотоелектричний еффект, эффект Комптона, фотохімічні процеси та ін.

Фотобіохімічні ефекти – біостимуляція

Під біостимуляційними ефектами розуміють такі, які, внаслідок освітлення лазерним випромінюванням, не викликають зростання місцевої температури тканини більше ніж на 1оС. Ці ефекти спостерігаються у випадку освітлення лазерами малої і середньої потужності. Найбільшого зростання місцевої температури до 1.1оС досягли японські терапевти при освітленні випромінюванням з довжиною хвилі 830 нм потужністю 60 мВт на протягом 4 хв.

Когерентість

Під когерентністю розуміють узгоджене протікання в часі і в просторі декількох хвильових процесів, що проявляються при їх додаванні. Для когерентних світлових хвиль з постійною або зміною по певному закону різницею фаз виникає характерна інтерференційна картина. Якщо порівнювати фази однієї і тієї ж світлової хвилі в різні моменти часу які розділяються інтервалом τ то при достатньо […]

Електричні кола при несинусоїдних діях

Наявність в електричних колах джерел енергії, напруга яких хоч і періодична, але відрізняється від гармонічної (рис. 6.1), не дозволяє для розрахунку таких кіл використовувати безпосередньо метод комплексних амплітуд. Тому звичайно періодичну несинусоїдну функцію зображають у вигляді ряду Фур’є.

Однокристальний мікропроцессор

На рисунку представлена структура МП яка містить три магістралі: 1. інформаційну 8-розрядну трьохстабільну двонапрямлену шину даних (ШД) D7-D0 2. адресну 16-розрядну трьохстабільну однонапрямлену шину адреси (ША) А15-А0 3. шину управління (ШУ) яка містить 4 вхідні і 6 вихідних ліній зв’язку