Theory of high harmonic generation in relativistic laser interaction with overdense plasma

High harmonic generation due to the interaction of a short ultra relativistic laser pulse with overdense plasma is studied analytically and numerically. On the basis of the ultra relativistic similarity theory we show that the high harmonic spectrum is universal, i.e. it does not depend on the interaction details. The spectrum includes the power law part $I_n\propto n^{-8/3}$ for $n<\sqrt{8\alpha}\gamma_{\max}^3$, followed by exponential decay. Here $\gamma_{\max}$ is the largest relativistic $\gamma$-factor of the plasma surface and $\alpha$ is the second derivative of the surface velocity at this moment. The high harmonic cutoff at $\propto \gamma_{\max}^3$ is parametrically larger than the $4 \gamma_{\max}^2$ predicted by the ``oscillating mirror'' model based on the Doppler effect. The cornerstone of our theory is the new physical phenomenon: spikes in the relativistic $\gamma$-factor of the plasma surface. These spikes define the high harmonic spectrum and lead to attosecond pulses in the reflected radiation.Comment: 12 pages, 9 figure

Пути создания инвертированного микроскопа на базе микроскопа биологического

В роботі описано засіб виготовлення інвертованого мікроскопу шляхом доробки мікроскопу біологічного. Описано інвертований мікроскоп, створений на базі мікроскопу МБР-3. Наведено методику розрахунку основних оптичних характеристик інвертованого мікроскопу, виконано розрахунки для широко розповсюджених об’єктивів і окулярів.In this work the manufacturing of the inverted microscope by the way of revision of biological microscope is described. There is described the inverted microscope manufactured on the basis of MBR-3 microscope. It contains calculations methods of the main optical specifications of the inverted microscope and the results of calculations for the most spread objectives lenses and eyepieces.В работе описан способ изготовления инвертированного микроскопа путем доработки микроскопа биологического. Описан инвертированный микроскоп, созданный на базе микроскопа МБР-3. Приведена методика расчета основных оптических характеристик инвертированного микроскопа, выполнены расчеты для наиболее широко распространенных объективов и окуляров

Особенности расчета освещенности, эквивалентной шуму, для тепловизионных и телевизионных систем

Запропоновано узагальнена методика розрахунку освітленості, що еквівалентна шуму, для тепловізійних і телевізійних систем, яка враховує спектральні характеристики випромінювання об’єкта й фону, пропускання атмосфери та об’єктива, чутливості приймача випромінювання.A generalized technique is proposed for calculating the noise-equivalent irradiance for thermovision and television systems. It takes into account spectral characteristics of a target, background radiation, atmospheric and a objective lens’ transmittance, as well as a detector’s sensitivity.Предложена обобщенная методика расчета освещенности, эквивалентной шуму, для тепловизионных и телевизионных систем, которая учитывает спектральные характеристики излучения объекта и фона, пропускание атмосферы и объектива, чувствительности приемника излучения

Проектирование объектива тепловизионной системы по критерию максимальной дальности наблюдения

Проблематика. Створення методів аналізу і синтезу тепловізійних систем спостереження (ТПСС) та їх вхідних блоків. Мета дослідження. Мета роботи – розробити розрахунковий метод проектування вхідного блока ТПСС виходячи із заданої максимальної дальності спостереження. Методика реалізації. Застосування теорії лінійних систем до базової математичної моделі ТПСС, яка враховує основні складові процесу перетворення сигналів при проходженні від об’єкта до спостерігача. Результати дослідження. Розроблено спрощений метод синтезу об’єктива ТПСС виходячи з критерію забезпечення максимальної дальності спостереження при заданій ймовірності виконання зорової задачі. В методі використано підходи, які лежать в основі стандарту НАТО 4347 з визначення дальності спостереження з допомогою ТПСС. На прикладі розрахунку вхідного блока французької тепловізійної камери Catherine-FC підтверджено достовірність розрахункових алгоритмів. Висновки. Запропонований метод є сумісним зі стандартом НАТО 4347 і дає змогу здійснювати аналіз ТПСС та узгодження характеристик об’єктива і приймача випромінювання.Background. The work’s background lies in the thermal imaging surveillance systems (TISS) and their input blocks analysis and synthesis. Objective. Objective of the study is to develop a calculation method for TISS input block design, based on the assumption of specified maximum range of observation. Method. The application of the linear systems theory to the TISS basic mathematical model, which considers basic components of signal transformation process from object to observer. Results. A simplified method for the TISS lens synthesis was proposed on the maximum range of observation at given probability of performing visual task criterion. Some approaches from STANAG 4347, which defines TISS nominal ranger performance, were used in the method. The accuracy of calculation algorithms has been proved on the example of calculation of French thermal imaging camera Catherine-FC input unit. Conclusions. The developed method is compatible with STANAG 4347 and also allows thermal imaging system analysis and matching characteristics of infrared lens and detector.Проблематика. Создание методов анализа и синтеза тепловизионных систем наблюдения (ТПСН) и их входных блоков. Цель исследования. Цель работы – разработать расчетный метод проектирования входного блока ТПСН исходя из заданной максимальной дальности наблюдения. Методика реализации. Применение теории линейных систем к базовой математической модели ТПСН, которая учитывает основные составляющие процесса преобразования сигналов при прохождении от объекта до наблюдателя. Результаты исследования. Разработан упрощенный метод синтеза объектива ТПСН исходя из критерия обеспечения максимальной дальности наблюдения при заданной вероятности выполнения зрительной задачи. В методе использованы подходы, которые лежат в основе стандарта НАТО 4347 по определению дальности наблюдения с помощью ТПСН. На примере расчетов входного блока французской тепловизионной камеры Catherine-FC подтверждена достоверность расчетных алгоритмов. Выводы. Предложенный метод совместим со стандартом НАТО 4347 и позволяет осуществлять анализ ТПСН и согласование характеристик объектива и приемника излучения

Lanthanoid-doped quaternary garnets as phosphors for high brightness cathodoluminescence-based light sources

Gadolinium-yttrium- aluminum-gallium garnets (GYAGG) doped and codoped with Eu, Tb, and Ce were manufactured as ceramics to develop long-wavelength phosphors for high-brightness white light sources based on cathodoluminescence (CL). The CL light yield (LY) of Tb-doped ceramics at high-intensity electron beam excitation is shown to be more than twice as high as that of the conventional phosphor YAG:Ce, whereas codoping with Eu to redshift the chromaticity results in reducing the LY approximately to the level of YAG:Ce. The LY might be substantially improved by using a mix of Tb- and Eu-doped GYGAG powders instead of a single codoped GYGAG to produce ceramic phosphor. The high LY is explained by favorable contribution of Gd sublattice in excitation transfer to activator ions. Chromaticity of phosphors GYGAG:Tb, Eu can be tuned in a wide range by varying the ratio of Tb to Eu concentration. They are radiation resistant and stabile in the temperature range from 300 to 450 K. © 2022 The Author(s)Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Minobrnauka: 075-11-2021-070, 075-15-2021-1353, FEUZ-2020-0060This work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (FEUZ-2020-0060, No. 075-15-2021-1353 & 075-11-2021-070)

Towards effective indirect radioisotope energy converters with bright and radiation hard scintillators of (Gd,Y)3Al2Ga3O12 family

Ceramics of quaternary garnets (Gd,Y)3Al2Ga3O12 doped with Ce, Tb have been fabricated and evaluated as prospective materials for indirect energy converters of α-and β-voltaic. Samples were characterized at excitation with an X-ray source and an intense 150 keV electron beam and showed good temperature stability of their emission and tolerance to irradiation. The role of X-rays accompanied the α-particle emitting in the increase of the conversion efficiency is clarified. The garnet-type structure of the matrix in the developed materials allows the production of quality crystalline mass with a light yield exceeding that of the commonly used YAG: Ce scintillator by a factor of two times. © 2022 Korean Nuclear SocietyMinistry of Education and Science of the Russian Federation, Minobrnauka: 075-15-2021-1353, FEUZ-2020-0060; Ministerstwo Edukacji i Nauki, MNiSW: 075-11-2021-070; Ministry of Science and Higher Education of the Russian FederationAuthors with affiliations b, d, e and f acknowledge support from Russian Ministry of Science and Education grant No. 075-15-2021-1353 . The scientific equipment provided by shared research facilities “Scientific Research Analytical Center of National Research Center “Kurchatov Institute” – IREA” was used, with financial support of Russian Federation, represented by the Ministry of Science and Higher Education, agreement No. 075-11-2021-070 dated August 19, 2021. The work was partially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (through the basic part of the government mandate, project No. FEUZ-2020-0060 ) (authors with affiliation “c”).Authors with affiliations b, d, e and f acknowledge support from Russian Ministry of Science and Education grant No. 075-15-2021-1353. The scientific equipment provided by shared research facilities “Scientific Research Analytical Center of National Research Center “Kurchatov Institute” – IREA” was used, with financial support of Russian Federation, represented by the Ministry of Science and Higher Education, agreement No. 075-11-2021-070 dated August 19, 2021. The work was partially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (through the basic part of the government mandate, project No. FEUZ-2020-0060) (authors with affiliation “c”)