Например, Бобцов

УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ В ИНФРАКРАСНОЙ ТОМОГРАФИИ В СЛУЧАЕ АКТИВНО-ПАССИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ И ВЕЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Этот факт вполне согласуется с предложенным нами механизмом: при вторичной термообработке происходит «сброс» электрона от сурьмяного комплекса, захват его ионом серебра с образованием нейтрального атома и присоединение атомов к оставшимся фрагментам (мелким наночастицам, необладающим плазмонным резонансом), что приводит вновь к росту наночастиц. Однако из-за «потерь» электронов количество НЧС несколько меньше, чем в первоначальном облученном состоянии. Схематично процесс образования НЧС при повторной ТО можно выразить следующим образом: 1. «сброс» электрона с сурьмы ([Sb5+]–+kTe–+Sb5+);
2. захват освободившихся термоэлектронов (e–+Ag+Ago) и 3) рост НЧС (Agn0+kAg0=Agn+k0).

[Л]. Игнатьев Д.А., Игнатьев А.И., Никоноров Н.В. Фотодеструкция наночастиц серебра в фото-терморефрактивных стеклах // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 158–159.

Игнатьев Дмитрий Александрович – инженер, Санкт-Петербургский национальный исследовательский

университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-

Петербург, Россия, ignatiev_d_a@mail.ru

Игнатьев Александр Иванович

– зав. лабораторией, Санкт-Петербургский национальный исследова-

тельский университет информационных технологий, механики и оп-

тики, Санкт-Петербург, Россия, ignatiev@oi.ifmo.ru

Никоноров Николай Валентинович – доктор физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой, Санкт-

Петербургский национальный исследовательский университет ин-

формационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург,

Россия, Nikonorov@oi.ifmo.ru

Стародубов Дмитрий Сергеевич

– кандидат физ.-мат. наук, научный сотрудник, Университет Южной

Калифорнии, Лос-Анджелес, США, dstarodubov@gmail.ru

Dmitry Ignatiev Alexander Ignatiev Nicolai Nikonorov Dmitry Starodubov

– engineer, Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia, ignatiev_d_a@mail.ru
– Head of laboratory, Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia, ignatiev@oi.ifmo.ru
– D.Sc., Professor, Department head, Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia, Nikonorov@oi.ifmo.ru
– PhD, research scientist, University of Southern California, CA, USA,dstarodubov@gmail.ru

УДК 535.3+519.642.7 УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ В ИНФРАКРАСНОЙ ТОМОГРАФИИ В СЛУЧАЕ АКТИВНО-ПАССИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ И ВЕЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ1 А.А. Макароваa
a Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия, alena.etalon@gmail.com
Сформулирована схема веерного сканирования горячего газа в задаче инфракрасной томографии. Использованы два режима диагностики: активный (ON) – с включенным источником, пассивный (OFF) – без источника. Выведены два интегральных уравнения относительно коэффициента абсорбции k и функции Планка B среды (по которой можно рассчитать температурный профиль среды T). Ключевые слова: ИК томография, интегральные уравнения переноса излучения, активный и пассивный режимы диагностики, веерное сканирование, коэффициент абсорбции, температурный профиль.
EQUATIONS OF RADIATION TRANSFER IN INFRARED TOMOGRAPHY IN THE CASE OF ACTIVE-PASSIVE DIAGNOSIS AND SWEEPING SCANNING2
A. Makarovab
b Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia, alena.etalon@gmail.com
Sweeping scanning scheme of a hot gas in the task of infrared tomography is formulated. Two diagnosis regimes are used: the active one (ON) – with included source and the passive one (OFF) – without it. Two integral equations are deduced concerning the absorption coefficient k and the Planck function B of a medium (by which it is possible to calculate the temperature profile of a medium T). Keywords: IR tomography, integral equations of radiation transfer, active and passive diagnosis regimes, sweeping scanning, absorption coefficient, temperature profile.

1 Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 13-08-00442). 2 The work was done with support from the Russian Foundation for Basic Research (grant № 13-08-00442)
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics 2014, №1 (89)

207

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ .

В дополнение к обзорной статье [Л] рассмотрим случай веерного сканирования некоторого z-сечения среды в задаче инфракрасной (ИК) томографии. На рисунке представлено два варианта такого сканирования. На рисунке, а, несколько сканеров посылают в направлении одного детектора лучи с интенсивностью I0 , и детектор измеряет интенсивности IR () с включенным источником (активный режим (ON)), а также
интенсивности Ig () без источника (пассивный режим (OFF)). На рисунке, б, один сканер посылает в на-
правлении нескольких детекторов лучи с интенсивностью I0 , и детекторы фиксируют интенсивности
IR () , а также Ig () без источника, где  – угол сканирования.
Математическое описание обоих вариантов одинаковое. Рассмотрим для определенности схему, представленную на рисунке, б. В режиме ON интенсивность на детекторе в функции  запишется как

   IR ()



 m B(T0 ) exp   0

  m k(, ) d   exp   0

k

(,

)

d



 



m   0

k

(,

)

B(Tg

(,

))

exp

 

 0

k

(,

)

d

  

d   , 

(1)

а в режиме OFF

 m m
 Ig ()  0 k(, ) B(Tg (, )) exp    k(, ) d d ,

(2)

где  – координата вдоль луча, m  max () , B(T0 ) – функция Планка источника. Разность функций

IR () и Ig () равна

 m



IT ()  IR ()  Ig ()  B(T0 ) exp   0 k(, ) d .

Сканеры I0

Детекторы IR(),Ig()

(3)

=0 m

 0

 0



m =0

I0



  

B(T0 ), ON 0, OFF

Детектор IR(),Ig()

а

I0



  

B

(T0 ), ON 0, OFF

Сканер I0

б

Рисунок. Два варианта веерного сканирования при некотором одном ракурсе  :

несколько сканеров генерируют излучение в направлении одного детектора (а); один сканер генерирует излучение в направлении нескольких детекторов (б)

Интегральные уравнения (1)–(3) позволяют определить коэффициент абсорбции k(, ) и функ-

цию Планка среды B(Tg (, )) , а также температурный профиль Tg (, ) при условии, что эксперимен-
тальные функции IR , Ig и IT получены для ряда ракурсов  , т.е. получены IR (, ) , Ig (, ) и IT (, ) .
Л. Сизиков В.С. Инфракрасная томография горячего газа: математическая модель активно-пассивной диагностики // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6 (88). С. 3–17.

Макарова Алена Алексеевна

– студент, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия, alena.etalon@gmail.com

Alena Makarova

– student, Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia, alena.etalon@gmail.com

208

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics
2014, №1 (89)