автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Разработка теоретических основ и методов расчета температурного состояния тонкопленочных регистраторов при импульсных тепловых воздействиях

На правах рукописи

Г Б ОД

ХРИПЧЕНКО Иван Андреевич

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕГИСТРАТОРОВ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Специальность 05.14.05 - Теоретические основы теплотехники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж - 1997

Работа выполнена в Борисоглебском государственном педагогическом институте на кафедре физики (г. Борисоглебск Воронежской обл.) и при кафедре промышленной теплоэнергетики Воронежского государственного технического университета (г. Воронеж).

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Галицейский Б.М.

доктор технических наук, зам. гл. конструктора КБХЛ Рубинский В.Р.

доктор физико-математических наук, профессор Баскаков В.А'.

Ведущая организация:

Всероссийский НИИ оптико-физи-ческнх измерений, г. Москва

Защита состоится

,л/ .

1997 г. в / / часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 063.81.05 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026 г. Воронеж, Московский проспект, ] 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Ч.

Автореферат разослан

¿' 1 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бараков А .В

ОЫЦЛЯ ХЛРЛКТМ'ИСТМКЛ РЛКОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсивное развитие и использование средств записи и обработки информации, индикации лазерных излучений, импульсной голографии и интерферометрии, визуализации инфракрасных излучений на основе преобразования теплового излучения в видимое изображение вызвало необходимость разработки и исследования приемопреобразую-щих устройств, контрольно-измерительных термочувствительных датчиков, позволяющих регистрировать с требуемым разрешением тепловые воздействия и преобразовывать их в оптические изображения или электрические сигналы. Для выявления возможное гей и основных характеристик таких устройств, оптимизации их конструкции и величин теплофнзических параметров необходим анализ тепловых нолей, возникающих в преобразующем слое регистратора или в его элементах при том или ином тепловом воздействии. 11аряду с этими задачами анализ тепловых процессов к тонкопленочных покрытиях, подвергающихся импульсным тепловым воздействиям, имеет важное значение для решения многих проблем теплофизики в области лазерной и космической техники.

Известные решения уравнений теплопроводнретн, описывающих тепловые процессы в двухслойных или многослойных структурах, либо основываются на использовании упрощенных тепловых моделей, не отражающих адекватно температурные состояния в реальных устройствах, либо проводятся численными методами с помощью ГШМ, по результатам которых затруднено выявление основных закономерностей исследуемых процессов и их анализ при вариации исходных значений различных параметров разраба!иваемых усфойств и пространственно-временных распределений тепловых воздействий.

Таким образом, проблема поиска соответствующих исследуемым регистраторам тепловых моделей и разработка методов их расчета является актуальной. Особенно это отностся к исследованиям тепловых процессов и двухслойных и многослойных структурах, а также в устройствах последовательной поэлементной регистрации /силовых воздействий, » структурах с рассредоточенными тепловыделяющими элементами, результаты которых представлены в настоящей работе.

Работа выполнялась в период 1473 - 1996 тдов в сооп'.етствки с комплексной научно-технической темой «Методы пространственно-временного анализа откликов приемных устройств на импульсные воздействия» (номер

юс. регистрации - 01.81.05588!), по 5ак;ну НПО «ВПИИОФИ», и/и B-8584,S г. Москва, ПО «Электроника», и/я Р-6644, т. Воронеж.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка методов расчета и исследование тепловых процессом, протекающих в двухслойных и многослойных преобразователях, в многоэлементпых устройствах при импульсных воздействиях тепловых источников с различными пространственно-временными распределениями.

Па основе результатов проведенных расчетов были поставлены и решены задачи анализа и определения основных характеристик исследуемых преобразователей в различных режимах их применения, выработки рекомендаций по оптимизации конструкции и неличин тсплофизичсскнх параметров paspa-батываемых приемопрсобра¡ующих устройств, а также разработки прибора для регистрации пространственной структуры луча ИК-лазера.

Объект и методы исследования. Объектами исследования в данной работе являются тонкопленочные преобразователи (17111), представляющие собой тонкие магнитные пленки (TMJI) с полосовой мелкодомеиной структурой, тсрмооптнческне преобразователи (ТОП) на основе полупроводниковых пленок, обладающих свойством смещения длинноволнового края фундаментальной полосы поглощения jipn их iiaipcne, халькогенидные пленки (ХСП) с фо-тонндуцпрованпым способом регистрации информации и тепловым стиранием записи, приемники излучения с анизотропной термоэде (ЛТП), в которых возникающий при поглощении регистрируемого излучения градиент температуры по толщине чувствительного слоя сопровождается появлением электрического сигнала за счет термоЭДС между 1раиицами слоя. Исследуются также мпоюслойные пленочные структуры - тоикопленочпые магниторези-стшшые головки (ГТМ) при их нагреве импульсами тока, многослойные структуры с различной конфигурацией слоев (интегральные микроплаты, ИМП), миогоэлсментные структуры с тепловыделением в каждом элементе устройства задания импульсов воздействия (УЗИВ), устройства последовательной поэлементной записи информации (УЗИПГ1).

Для изучения основных характеристик исследуемых преобразователей необходим анализ температурных откликов чувствительного слоя на тепловые воздействия на основе решения соответствующих задач теплопроводности, для постановки которых треб\01ся подбор тепловых моделей, наиболее адек-епию отображающих тепловые процессы в исследуемой структуре. Полому к методам исследования отмоется подбор и обоснование соответствующей тепловой модели, выбор метода решения сформулированной задачи теилопро-

ПОДМОСТИ I) Ш1ДС СИС1СМЫ ДпффсреПЦИаЛЬПЫХ ураВПСНИЙ I! частных пронзвод-11ЫХ, расчет и анализ полученных решений для конкретных прпемо-преобразующих устройств, их экспериментальное подтверждение. Нахождение аналитических решений задач теплопроводности для тепловой модели «тонкая пленка на массивной подложке» проводится на основе использования метода интегральных преобразований Фурье, Хапкеля, Лапласа. Для более рационального и компактного представления полученных решений введена не использовавшаяся ранее тепловая функция, зависимость которой от своего аргумента адекватно отображает тепловые процессы с течением времени в исследуемых стру кг у pax.

Для решения прикладных задач по нахождению темперагурною состояния устройств ГТМ, ИМИ, УЗИВ. УЗИ11П использованы метод интегральных представлений Фурье с соответствующими данной задаче ядрами прямого и обратного преобразований, метод преобразования через координату - сопротивление и метод элсктротепловой аналогии.

Hay ч 11 а я i ювизпа основных i юл оженим, выносимых i ia защиту.

Отработана тепловая модель расчета двухслойного тонкопленочного регистратора импульсных тепловых воздействий, отличающаяся or известных наибольшей адекватное!ыо отображаемых тепловых процессов в исследуемых преобразователях. Эта модель представляет собой топкую термочувствительную пленку, нанесенную на массивную подложку. Тепловое сопротивление по толщине пленки принимается нулевым, подложка считается массивной, поскольку ее толщина существенно превышаем тепловую диффузионную длину.

Адекватность выбранной тепловой модели тепловым процессам в тонкопленочном преобразователе подтверждека экспериментально. Максимальное различие расчетной и экспериментальной кривых изменения с течением времени температуры пленки ТОП не превышает 2.7 %.

На основе выбранной тепловой модели разработан метод решения нестационарных задач теплопроводности для ТИП е тепловыделением в подложке или непосредственно в пленке, позволивший получить искомые температуры пленки при различных распределениях тепловых воздействий в виде аналишческих функций, представленных компактно и наглядно посредством введенной впервые тепловой функции, аппроксимируемой с высокой точностью рациональными функциями.

Обоснован расчет решений рассматриваемых задач теплопроводности для двухслойных структур при мнимых api уметах интсфплов вероя шостей.

по шикающих при величине отношения коэффициентов температуропровод- ^ нос 1 м пленки н подложки, большей единицы.

Разработан метод анализа пространственной структуры импульсных тепловых полей, формируемых ИК-лучом СОд-лазера, измерения его интенсивности с помощью прибора, созданного на основе термооптичсского преобразователя.

Предложен метод расчета тепловой задачи для двухслойной структуры преобразователя с учетом конечной теплопроводности по толщине чувствительною слоя ЛТП с тепловыделением в пленке. Решение получено в виде анализ ичеекпх функций.

Решена одномерная задача теплопроводности для многослойной структуры с переменными коэффициентами теплопроводности и объемной теплоемкости, отличающаяся от известных расположением источника тепла внутри структуры и его изменением во времени. На основе этого решения проведен анализ теплового режима к 15-слойной структуре ГГМ при воздействии импульсов тока.

Представлен расчет температурных откликов на импульсные воздействия в устройстве поэлементной записи информации с движущимся источником тепла на основе решения третьей краевой задачи теплопроводности с помощью интегральных представлений.

Проведен расчет температурных распределений в гибридной микросхеме с рассредоточенными тепловыделяющими элементами на основе решения соответствующей тепловой задачи. Предложен метод экспериментального анализа температурного сосшянпя в узловых точках слоев такой структуры с помощью эквивалентной электрической модели, разработанной па основе элсктротсиловой аналогии.

Практическая ценность и рсалтация результатов работы.

Результаты, полученные на основе разработанных методов расчета тепловых процессов в топконленочных рег истраторах импульсных тепловых воздействии, предназначались и были применены и внедрены при ра¡работкс и оптимизации конструкции тсрмооптических прсобраюватслей, тонких магнитных пленок, приемников с анизотропной термоОДС и других устройств, при отработке режима регистрации импульсных тепловых полей и исследовании основных характеристик разрабатываемых прнемонреобразующих уст-ройс ТВ.

По рс!ульта|ам анализа энергетических характеристик и пространственно-временных зависимостей температурных откликов на импульсные теп-

повис воздействия выработаны практические рекомендации для разрабатываемых тонкопленочных преобразователей TMII, ГОН.

lia основе ТОГ1 создай прибор для измерения характеристик импульсного теплового ИК-излучения COi-лазера, разработана установка для измерения температурных кривых пропускания полупроводниковых пленок.

Выработаны рекомендации по оптимизации параметров приемника с анизотропной термог)ДС" (Л ГИ), предназначенной» для измерения интенсивности лазерных излучении.

Достигнута возможность прогнозирования временных и прос i ранет венных зависимостей температуры чувствительного слоя преобразователей, экспериментального определения основных характеристик и теилофизических параметров регистрат оров.

Проведен анализ теплового режима в 15-елойной структуре тонкопле-ночиой магниторезистивной головки (ГТМ) при воздействии импульсов тока и сформулированы предложения по их усовершенствованию.

выработаны рекомендации но размещению активных (тепловыделяющих) элементов в конструкции гибридной микросхемы (УЗИН), интеграл!.пой микроплаты (ИМИ).

Разработанные теоретические основы и методы расчета температурного состояния регистраторов импульсных тепловых воздействий имеют перспективу использования при решении задач теплопроводное!и для новых устройств, которые могут бы ri. отображены аналогичными тепловыми моделями.

Результаты анализа температурных откликов исследованных устройств и их характеристик, выработанные рекомендации применялись и внедрялись в НПО «ВПИИОФИ», п/я B-85SI, г. Москва, ПО «Электроника», п/я P-66-J4, г. Воронеж.

Регистрирующие устройства на основе ТМП, датчики па основе ЛТП, разработанные во ВПИИОФИ, нашли применение в Г'ОИ, (Санкт-Петербург), В НИИ газоразрядных приборов (Рязань), к НИЦ лазерных технологий при Академии наук (Шатура), в Курчатовском институте атомной энергии и в его филиале (Самара), в Саратовском госупииерситете. Прибор РСИ-60, разработанный во ВПИИОФИ на основе ЛТП, внесен в метрологический реестр.

В Воронежском госуннверситете (НИИ физики) разработан прибор с ре-тистратором на основе тсрмооптичсскот о преобразователя типа «CtlS на слюдяной подложке», посредством которого осуществляется регистрация модовой структуры инфракрасного излучения COi-лазсра и измерение мощности ттзлу-

чепия, а также непрерывный контроль поведения во времени этн\ \apaKiepn-41

СГПК I 1К-ИЗЛуЧСНИЯ.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались па I Всесоюзной конференции по голографии (Тбилиси, 1973), на Всесоюзных конференциях по использованию квантовых генераторов (Ленинград, 1971, 1973), на научных семинарах ВПШЮФИ (Москва, 1971-1991) и кафедры матсмаш-чсской физики Воронежского госуннверситета (1974, 1986), на региональном межвузовском семинаре (Воронеж, ВРГУ, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 работ, в том числе 3 монографии.

Структура и объем работы. Диссертация содержит общую характеристику работы, четыре главы, заключение, приложения, список цитируемой литературы из 125 наименовании Общий объем работы составляет 263 страницы, включая 59 рисунков, 11 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЬО'ГЫ

Изложение работы предваряется ее общей характеристикой, приведенной выше.

В первой главе обсуждена постановка задач для расчетов тепловых процессов в тонкопленочных преобразователях (ТПП) при импульсных тепловых воздействиях. Рассмотрены возможности использования линейных температурных зависимостей геплофизичсских параметров твердых тел или их постоянства в пределах исследуемых изменений температуры тел. Обсуждены возможности описания процессов переноса тепла в твердых телах и теплообмена линейными законами Фурье и Ньютона.

Приводится оценка доли потерь тепловой энергии вследствие теплообмена но сравнению с энергией накапливаемой телом при импульсном нагреве за время т. Эта доля определена отношением

= (!) где тп - тепловая пнерцноннооь тенлоирпемника за счет теплообмена', характеризующегося коэффициентом 1].Величина тп -Сп/х\, где С„ - поверхностная теплоемкость тенлоирпемника, т.е. теплоемкость пластинки или пленки толщиной приходящаяся на единицу ее площади. С учетом такой оценки обосновывается допустимое!!, пренебрежения теплообменом при исследовании процессов импульспот нагрева ТПП ввиду его малости (<0.01 %) по сравнению с основными процессами теплопроводности.

Наряду с такими задачами н работе проводятся решения уравнений теплопроводности для исследуемых регистраторов п с учетом теплообмена,

Дналширустся тепловыделение в ТИП при лучистом импульсном нагреве, процесс выравнивания температуры по нормали к плоскости пленки, усредненное значение удельной мощности тепловыделения по толщине пленки.

В ходе апалта тепловых моделей для расчета температурных полей в двухслойных средах предложено учитывать в модели «ашпотрогшый полумассив» температуропроводность в направлении нормали к плоскости пленки эффективным коэффициентом температуропроводности, равным произведению темгтературорпроводности подложки и квадрата отношения объемных теплосмкостей подложки и пленки. Использование такого коэффициента позволяет учесть в этой модели влияние подложки на тепловые процессы в пленке с гораздо большей точностью по сравнению с известными расчетами на основе этой тепловой модели, где температуропроводность в направлении нормали к пленке принималась равной температуропроводности подложки.

Представлены обоснования выбора тепловой модели для расчетов температурных полей в ТПГ1, более точно описывающей тепловые процессы в ТИП. I? выбранной тепловой модели «тонкая пленка на массивной подложке» температуропроводность и теплопроводность пленки принимаются равными в плоскости пленки их известным значениям для соответствующего материала пленки, а в направлении нормали к плоскости пленки - бесконечно большими, что означает допущение о выравнивании температуры по толщине тонкой пленки за очень короткий промежуток времени, много меньший длительностей исследуемых импульсов теплового воздействия. Это допущение соответствует реальному состоянию тепловых процессов в ТПГ1 при импульсных воздействиях. Дана постановка задач теплопроводности для выбранной тепловой модели, обсуждены краевые условия. В этой модели учет теплопередачи между пленкой и подложкой граничным условием 4-го рода невозможен. Он производится в уравнении теплопроводное (и для пленки с помощью слагаемого, учитывающего приток или отток тепла тепловым потоком по нормали к пленке в приконтакт ной области подложки.

Сформулированы задачи теплопроводности для ТГ1Г1 с тепловыделением в подложке или пленке в виде системы двух дифференциальных уравнений параболического типа с постоянными коэффициентами.

Определены условия адекватности отображения температурным нолем однослойного преобразователя прои (вольной структуры распределения плотности потока регистрируемого и ¡лучения. На основе решения соответствую-

щей задачи теплопроводное!и для однослойного прсобракнкиели установке- ^ но. чю адекватное отображение теп.нового поля однослойным регистратором имеет место в адиабатическом режиме записи, условием которого является соотношение т « т , где т - продолжительность процесса регистрации, тр -характеристическое время тепловой релаксации наименьших элементов регистрируемого изображения размером Ь. Для одномерной структур!,! изображения, например, интерференционной картины Юнга

iv~lr/4n2a, (2)

тле и - температуропроводность преобразователя.

Нслн исходными условиями определено время экспонирования х, необходимое для регистрации изображения на преобразователе с известно!! энергетической чувствшельностыо п удовлетворяющее условию т « тр, то можно паи ni предельную плот ность адекватно регистрируемых элементов изображения, т.е. наибольшую пространственную частоту записи

N = )/бк~Г(п. (3)

Важной характеристикой регистрирующего устройства является его разрешающая способность, т.е. наибольшая пространственная частота записи N, при которой соседние элементы изображения регистрируются с контрастом, не ниже заданного уровня у. Контраст тсрмозаписи можно вычислить отношением температурных осцилляции соседних элементов термомзобра-жения к величине температурного фона. Решая соответствующее уравнение теплопроводности для однослойного теилонриемника, находим температурное распределение в нем при ремзетрации картины Юнга и определяем частотно-контрастную характеристику тсрмозаписи

у - (l ехр(-Лгат)). (4)

к'ах v '

Выбирая определенный уровень kohipacía, например, у-0.95, находим разрешающую способность на этом уровне контраста выражением (3), а при

у~0.63

^-„„T-l^Vat. (5)

Циклическая пространственная частота записи /" 2иN в ион случае определяется величиной, обратной тепловой диффузионной длине 5 ~ л1(1х ,

lío второй главе изложены меюды расчета температурных полей в двухслойных преобразователях типа «пленка-подложка» с тепловыделением в подложке.

Красная задача теплопроводности для выбранной тепловой модели формулируется в виде системы двух дифференциальных уравнении в частых производных с постоянными коэффициентами

51 дг ыи

VI

(6)

где /I - разностная температура, т.е. температура на[ рева; '/{ -- Т — Ти, ¡десь 7' - температура пленки или подложки, 7'0- температура окружающей среды, (7, -температуропроводность, А. - теплопроводность, С0 - обьемная теплоемкость, - координата точки в плоскости 5Г = С011Б1, 2 - координата по нормали к плоскости пленки в глубь подложки, плоское! I, контакта между пленкой п подложкой расположена в координатной плоскости 2-0 (рис.1). Индекс 1 указывает теплофизичсские параметры пленки, индекс 2 - подложки; -удельная производительность тепловых источников, возникающих к подложке, V" - трехмерный оператор Лапласа, - оператор Лапласа по двум координатам в плоскости 2— СОШЬ

Краевые условия определяются условиями конкретной задачи, но типичными условиями для рассматриваемых в данной и следующей главе задач являются однородное начальное условие 0 и граничные условия чет-

вертого рода, устанавливающие равенство температур в пленке и подложке при г~0.

Для решения сформулированной задачи (6) используются методы интегральных преобразователей.

Стандартное!!, алгоритма применения интегральных преобраюваний к решению однотипных дифференциальных уравнении в частных производных позволяет эффективно решать большой ряд задач теплопроводности при различных пространственно-времепных распределениях тепловых воздействий.

Тепловыделение и подложке описывается в уравнениях (6) функцией которую с учетом жепоненцнальною уменьшения интенсивное!и светового П01 ока при прохождении в глубь подложки можно представить в виде

0 = 7оФ(Ш'( О««""-', (7)

где (/(| - амплтудпое значение плотности мощности тепловыделения в подложке, IX - показатель поглощения, функции <р(£,) п/(%) описывают распреде-

ленпс удельной мощности тепловыделения » координатных плоскостях ^ z = const и во времени; обе функции нормированы па единицу.

Для определения пространственно-врсмсиных и энергетических характеристик "ГТ1Г1, возможностей использования исследуемых регистраторов для индикации и визуализации импульсных тепловых полей, создаваемых, например, лучом ИК-лазера, необходимо получить решения задач при следующих распределениях ф(£,) и f(t).

Рие.1. Геометрия облучения ТИП геплош.ш пиюком: 1 - (ермочуиегвнтелмшя нлемкл, 2 - подложка, 3 - облучающий ногок

I. Распределения ф(£,) в плоскости 2 = COnst.

¡.Одномерная периодическая структура с пространственной циклической частотой к

ф(*) - cos:Q A:.rj = -j(U eoskx).

(8)

v2 J 2 7

2. Одинаковая плотность мощности тепловыделения по всей приемной иоверхност н ГШ I

ф(£,) - 1 • (9)

3. Одинаковая илотносп, мощности тепловых неючннков в пределах круга радиусом Ги, описываемая крмовой функцией circ(v/r(|)

Í1, 0 < г < г„

<р(г) - circ(r/r0) (10)

[О, г>г„

4. Гауссово распределение плотности тепловыделения

ф(г) = cxp(-r2/i-n:). (11)

И. Временной вид тепловых воздействий.

1. единичный скачок, ступенчатая функция Хевисайда

С1, £>т

у [О, £ < т

?.. Прямоугольный импульс длительностью т

/(0 = П(<,т)=1(0-1(«-т). (12)

3. Ьшничнын мгновенный импульс, описываемый делыа-фупкцией Дирака

ло = 5сг -- Х>. (13)

4. Экспоненциальный импульс (Ш > П )

/(£) = С"'" 1 -сГ"'"т. (14)

5. Периодическая последовательность Аг прямоугольных импульсов со скважностью О

/(«)=ЕН)"1(*-п0т). (15)

н-0

Перебором приведенных распределений ф(£,) »/(0 охватывается большой ряд задач, имеющих важные практические приложения. Для решения этих задач используем интегральные преобразования Фурье, Ханкеля, Лапласа.

Для интегрирования уравнений (6), представленных к декартовой системе координат, действуем на них операторами преобразований Фурье и Лапласа с учетом краевых условий. [5 результате эти уравнения преобразуются к обыкновенным дифференциальным уравнениям относительно изображений

(я + а2д-)ип(у,г,з) = о, +

С2 0 (16) I Л / « N X.-, с/'^г(г/,

С„ с(г. |,,„

где иуь(д,г,з)= \иг(д,г,1)еГ'(И,

о

иг(д,г,1)= [и(х,г,1)е-'"-\1,х,

оо а,

Ф(</)= }ф(ж)(Г'!''(/х, К(8)= |/(£)е 'с//.

У, N -нсрсмснныс Преобразований. N

Решения последних уравнении легко находятся. В результате получим термопзображеппе г, пленке:

а,/«..

нп(д,0,х) = -^----(7нА'(<7,.5)Ф(</)/'Чк), (17) С,,

где

г«2Л,(г/) Л-Ду)^ + а2д- + )

цсфа. Л, (у)|л/« + а,2д2 + (I -

(18)

царя,.

■Здесь А,(д) = 1 - (1 - м)(Р/2а), Л,(у) = 1 - (1 + ц)(Р/2а), (19)

уЛр2а?, Р - С0/Сп, (20)

4

Н = . (21)

Аналогично находится решение задач в цилиндрических координатах с помощью преобразования Ханкеля нулевого порядка по радиальном не ременной V и преобразования Лапласа но переменной I. С учетом краевых условий исходные уравнения (6) преобразуются к виду

(к I а2р- )ии1 {р,г,н) - а, —- + тг Ф(*'Р1}' (в)сыг

(22)

г),

С„ (/.:: ¡-.=0

I;

где ■ип(р,г,0= \и(г,7.,()1^{1(рт)(1г, о

, я л-

•Л)(У;'') = - ¡соя(рг)5Щ/(1у, Ф(р) = {фО')')^,,(/»')</)•,

п О .1

р - дискрет мая переменная преобразовании Хапкеля, определяемая корнями характеристического уравнения

.10(рг)-- 0. (23)

Но терм отображению (17) можно найти температурные отклики ТГШ на импульсные воздействия, используя обратные преобразования Фурье, Лапласа. Например, при периодическом распределении ф(х) в виде (X) и прямоугольном импульсе / (а') в виде (12) искомая функция //,(х,0,1) найдется в виде

д С?;(£) + юк (£) соэ кх, О < £ < т

V),.

1ак2 ~ т)]+ [?«><.(£) - го,Д.', - т^акА-.г, />т

где

Р «_Г,_ ыГос^Л)]--Р

1-(Р, а)1 \ * - Ц 1~(р,а)1

(25)

+ ----------[1 - ехр(-/гсМ) М(а/а21) - (к/а) Ы'(1ф1)] +

(1 ~ (А*/ а) 1/1, УЦ

(26)

Здесь /1, и Л?, V и (5 определены выше, (19), (20),

Д - 1 (1-ц)"(р/2А:)2, В2 = 1-(1-|-ц)3(р/2к)2, (27)

Ц = ^ - ^(З^'Р)2 = ":)к'у' . (28)

Функции 7,>(£ —т) и 'Н'к(1 — х)определяются теми же выражениями (25), (26), но с заменой / на 1-х. Для упрощения громотдкон записи таких аы-ражений, как (25), (26) тт обеспечения более простого и точною расчета и(Х, (),£) введена тепловая функция

hf ii = e'r ■ erfcу = е!Г (I - erf ?/), (29)

2 " -

где erf;// ^ —,-- - fc' 11 d\).

л/л О

При раииомериом нагреве всей поверхности I II 11 (9) мгновенным импульсом (13) температура пленки найдется в виде

7/. (О, о = ^ --^---А (30)

Св l-(ß а)

где с0 - плотность энергии тепловых источников.

На основе анализа шумовых свойств термоош ического преобразователя (ТОП) обоснован метод расчета пороговой температурной чувствительности ТОП по экспериментальным температурным кривым пропускания полупроводниковой пленки TOI1:

ttIlop=ffiM0ln[(I-Ä)/e0],

где а? - параметр неоднородности но толщине слоя; Щ - характерная темпера тура, определяемая по температурной кривой пропускания пленкой ТОП воспроизводите! о света, Ii - коэффициент отражения, 00 - коэффициент пропускания пленкой ТОП военроизнодяшего света при начальной температуре пленки.

".(0,1) u(0,t„)

-J--------■— -•-----'------L--1--- t,MKC

10 20 30 40 50 60 70 SO 90 100

Рис. 2. Нременное изменение приращении ieMiiepaiypi.1 пленки ТОГ1 "OIS К8" при облучении прямоугольным ичп\чi.td-u i i ]IJ ' с

Предложен способ расчета энергетической чувствительности, динамического диапазона термозаписи, частотно-контрастных характеристик и разрешающей способности ТОП.

Проведена экспериментальная проверка выбранной iсиловой модели расчета температурных распределении, формирующихся и II ill при импульсном нагреве.

п(0,0 u(0,tni)

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

\

\

'шнщн,

,tHHHfWi,KW,t«HH...............

10

30 40 50 60

80 90

100

Рис. 3. Обобщенная нормированная «octwi/i.'ioi pa мм а» с ¿\, при 1% 0.99 дли ТОП 1 нпа «CdS на К8» с d-0.N мкм

Рис. 4. Схема приемника ИК-шлучеиии. I - 1 ермоом I нчсскнй нреобра »ователь; 2, 3 - фотонрпемннкн; 4, 4' - и »мертель; 5 - днхроичнмй злемет; 6, 7 - спсюлелтслп; 8, 9 - ослаби ie.ni; 10 - лин па; 11 - механический модули!ор; 12 - корпус; 13 - входное окно с калиброванным ослабите л см ПК-тл у челн л; 14 - и ход мое окно длм ввода т луч сими 01 и с I очника подскоки; 15 - выходное окно с матовым пгклоч и маспмабнон ее 1 кой

0

t, J\rKC

'0

Для экспериментальных исследовании тепловых процессов в IOII при 1. импульсном нагреве была разработана установка с использованием (()> - лазера, монохрома гора, осциллографа, синхронизирующего генератора импульсов, формирующей н регистрирующей олгики. Сравнение расчетных (30) (рис.2) и экспериментальных кривых (рнс.З) временного изменения температуры н.-п рева пленки подт вердило нх совпадение с точностью до 2.7 %.

Для анализа пространственной структуры импульсных тепловых полей, визуализации модовон структуры инфракрасного лазерною излучения разработан и создан приемник инфракрасного излучения на основе термоопгиче-ского преобразователя (рис. 4). С помощью этою приемника осуществлена ре-тстрация и анализ пространственного распределения плот пост энергии импульсной) излучения COi-лазера.

В_11>етьс|\п_1аве_нрсдставлс11ь1 методы расчета температурных полей в ТПП с тепловыделением в пленке. Обсуждены роль и влияниезермострикции и магпигосташческих взаимодспспшн па появление искажений термозаписи, па основе обзора публикаций поданным исследованиям сделан вывод, что в импульсном режиме тепловых воздействий в исследуемых процессах регистрации искажения записи за счет лих эффектов не проявляются и их учет не требуется.

Изложено решение в общем виде задачи теплопроводности для ТГ1П с тепловыделением в пленке, представлены температурные отклики для различных распределений тепловых воздействий, указанных выше, (8)- (15).

Здесь приведем методику расчета температурных откликов на тепловые воздействия с осссиммстрпчным распределением их интенсивности в плоскости пленки. При таком распределении целесообразно решать задачу в цилиндрической системе координат, в коюрой исходные уравнения запишутся в виде:

rdu(rflJ) г (с)'г((г,0,1) \ ôii(I\0J)\ , OmrzJL) , nn

<- С„а, -- ----- ^--------..- ■>•• _----- ♦ 7! <'•<>./>

cl V Dr г с г ) oz -..о

Г ■> N (31)

с dtt(r,z,l.) _ } (dju{x,z,i) ^ 1 o/f.(r,z,Q] ^ ^ ô-mÇt^î) сï V ôr7 - г 0г ) 2 Dz2

Облает изменения переменных: О <r<R, - d<z < со, />0. Краевые условия:

- ». "ъ-/; ^ 0, v = 0, = и2[г_0

Здесь обозначения ге же, что и для уравнении (6), (](Г,0,/) ~ <7оФ(-'")/'(П, где (/п - амплитудное значение плотности тепловы-телеипя а пленке, функции ф(/<) и / (£) нормированы па единицу.

Применяя интегральные преобразования Ханксля и Лапласа с учетом )диородпых краевых условии, получаем уравнения:

(«> ПУ)Щ1Ь(рм=IФ{Р)Г(8)

6„ 1.--0 С„

(32)

(х + а,р-)ншХр,2,-9)-а,— ,

«г"

Л! от

де г<л,л(р,г,я)= [г/0(рг)(/г|?<(г,2,/)« '','с//,. о »

Решение этих уравнении приводит к изображению

= А'0;,*)Ф0>)/<». ' (зз)

д/а- + а2р2 +(1 -/¡Гч п?р2 +(1 +

Здесь [.I определяется выражением :

• М

^ » [' )('•'/< / Р)3 - Ф + («2 ' «, )Р V ' (34)

Используя изображение в) для заданной формы ./(£)* находим обратное преобразование Лапласа от произведения изображений К(р,Я) и /^(я)

/.(;>,/) .^'[Л'о^ОП*)], '

через которое выражается оригинал изображения (33) по переменной I:

пн(рА1)~^УЫр)ЦрЛ- (35)

По таблицам интегральных преобразовании находим изображение Ф(?)) для заданною распределения ф(г) тепловых источников в плоскости щенки. Для определения искомой функции '/.{(?",О, ¿) воспользуемся форму-тон обращения по дискретной переменной ']) преобразований Ханкеля:

А р ■/, ( рН)

В качестве примера рассмотрим температурные отклики ТИП па тепловые воздействия в пленке с гауссовым распределением плотпосж мощности в плоскости пленки и прямоугольной формой импульса во времени. Тогда изображение

Оригинал искомой функции при прямоугольной форме импульса имеет

и(гл п = Р &(Ч']2 Е . ■: . СХР( „ По х2 \ц) ^J;{pR) 1

[м)(р,£), 0 < / < т

X •

(36)

[ги(р,£) - т), £>т

где

и>(р, /) = ^[1 - ехр(-?г«,,/,) 1.г((1 + р) ¿Щ -

Здесь Д =1-(1-ц)2(р/2р)2, 1)2 = 1 - (1 +р)2(Р/2р)2.

Функция И)(р,Ь — т) определяется таким же выражением, но с заменой I на£ - X.

Паш нагрев ТПП производится мгновенным импульсом с одинаковой плотностью мощности по всей плоскости пленки, то температура илепки находится выражением

м(0,о-(г.0/С„)1.(7г7х, (3?)

где Т=(ГГа2)' (38)

Эюй величиной т определяется характерное время тепловых процессов. В зависимости (37) за время I ~ т температура пленки убывает до уровня 0.43 и(0,0) . Из выражения (37) следует физический смысл тепловой функции, которая адекватно определяет температуру пленки ТПГ( с течением времени после ее нагрева мгновенным импульсом равномерно в плоскости пленки.

В случае, когда параметр р, определяемый формулой (28) или (34), становится мнимым: р = аргумент тепловой функции становится комплексным. Показано, что и в этом случае окончательные выражения для темпера-

вид:

гурных молей в "14III представляются только действительными составляющими.

11а рис..5 представлены временные зависимости температуры пленки ТМП в центре облучаемого участка, рассчитанные по формуле (36).

П

Рис. 5. Изменение во времени температуры и nein ре облучаемого участка пермаллоевой илснкн на стеклянной подложке при различном длительности импульса щлученнн: I. х= 10 8 с. 2. т=10 7 с. 3. т=10 с. 4. т-КГ5 с. 5. т=10 4 с.

Исследуя результаты расчета задачи теплопроводности для ТЛП с учетом теплообмена, определена оперативность перезаписи информации на регистраторе с халькогеиидной пленкой при стирании записи импульсным нагревом пленки.

Проведен расчет градиента температуры в пленке приемника излучения с анизотропной термоЭДС с учетом конечной теплопроводности по толщине пленки. Уравнения теплопроводности для пой задачи принимают вид

1 1 Р(г,/.), о < г < й, £ > 0

а. (11, дг~ X.

(39)

а, 01■ дг'

z < 0, t > 0

Красные условия:

«,(2,0) = «,(г,0) -0; м,(0,0 = «:(0,£); = 0;

О

сп.-,(2,1) _ дщ(гА) бг дг ¡.-о'

Применяя преобразования Лапласа, находим изображения при одинаковых коэффициентах тсп.тоусвоенпя пленки и подложки и их оригиналы, определяющие температуру на обеих сторонах пленки.

[?<('), 0 < ( < т

где

К ¡((1,1) = пи

«,(0,£) - щ ■ии = (¡0/аК{,

ги(1), 0 < /, < т

с12

4а,/

(40)

(41)

«'(0 = ехр(-а^)

( , ^ - ехр -аа-----

х иГ -7 —-+а,/а,£ -I схр(а^) ИП —ч " ехр(-ас?) ЬП —- а^/а,/

?;(£) = -^-а,/«^ - - ЬГ^ад/'а,/- ехр|^- о«/

х {-^сц/а,^ - (1 4 а^)ЬГ(с//2 д/аД)-! ехр(ш/) 1чгГ — -ч а/а^]}

>ехр(сги,/,) - + —а^Г

^ ___

aja.it-(Шай) Ы^йЦа^-у схр(2а </) х ., -,_-= ч а7«,£ - ехр(-ас?) ЬП —

Расчет градиент температуры в чувствительном слое ДТП проводился для рамичных значений толщин пленки (Д длительностей облучающего импульса Т- 10 7-ь 10 3 с, длин волн регистрируемого излучения Я.<г 0.3-:-10.6 мкм.

I la рис.6 приведены зависимости максимально) о знамения grad?/.,l(=!T, определяющего чувствительность ЛТП, от толщины слоя висмута.

KlMKM 5Q0

400

300

200

100

.1 = 10 с

5 d, мкм

1'ис. 6. Зависимости gr;ul iit(T) м момент окончания импульса

ОГТОЛЩМНМ 4VIU' IИ И U\ П.1101 О СЛОЯ (<| и/1 Ri/cm3).

Отметим (рис. 6), что для всех х чувствительность ЛТП сначала резко возрастает с увеличением толщины, а затем изменяется незначительно, что подтверждается результатами измерений. Кроме того, зависимости при т<10"'' с. имеют максимумы чувствительности при определенной толщине чувствительного слоя, являющейся оптимальной для ЛТП. Представлены и обсуждены временные зависимости температурного градиента и изменение показателя поглощения чувствительного слоя ЛТП с ростом его толщины.

Полученные результаты расчетов энергетических и частотно - контрастных характеристик ТМП, зависимостей чувствтелыюсти ЛТП от толщины висмутового слоя подтверждены результатами экспериментов.

В четвертой главе изложены результат расчета температурных нолей в многослойных и многоэлемсптных регистраторах тепловых воздействий. Рассмотрена и решена задача распространения тепла в многослойной структуре, отличающаяся от известных расположением импульсного теплового источника не па поверхности, а внутри структуры.

Задача формулируется в виде:

д1

дх

Цх)

ди(хЛ) дх

+ ?{хЛ)

(42)

Все обозначения, как н выше, но А.(х) н С0(х) изменяются от слоя к слою вдоль X. Выбираются однородные краевые условия. Для преобразования уравнения вводится новая неременная: координата - сопротивление

= • (43)

Далее уравнение преобра!уется по Лапласу и находятся изображения искомой функции. Используя кусочно-непрерывный вид функции для коэффициентов теплоусвоення слоев /с(г) = ^[Х{т)Са(1") , проводятся упрощения вида изображений, разложения в ряд гиперболических функций, и, наконец, находятся, оригиналы изображений, г.е. искомые функции. Например, при однородном граничном условии для температуры внешних поверхностей получено следующее выражение для температуры в слоях структуры в момент окончания N-10 импульса

о —С.чр V

1 - ехр

1 + с.чр

\'71

Ж..

(ф

где V 2, 3,...,

г в-1

К{г) = ¡к{г')(1г' +/ь„(г--г„.,).

о ¿-I

о 'г-1

Здесь Дг- - приращение координаты-сопротивления на /-ом слое. В слое, гд> находится медная шина (н-н()), функция /с(0) запишется в виде:

иа = (1(£,0), Е,0- координата медной шины.

сI 12н

Величина

Фо =

о

где </ - толщина токопроиодящего медного слоя, А. - его теплопроводность; Г'Н/У- удельная производительность источников тепла, /- эффективное значение тока, V - объем медного слоя, 1{ - его сопротивление. Через медную шину течет ток с амплитудным значением 1А.

По результатам расчета полученного решения (44) представлены распределения температуры по слоям 15-слоииой структуры (рис. 7) и в пермал-лоевои пленке с течением времени (рис. 8).

и, К

8 9 10 11 12 13 14 15

Рис. 7. Температуря (1 середине каждого слоя мноюс.тоннон системы

к моменту 1=10 с при ширенс импульсами гою с члетоюн 1 МГц

На основе анализа температурных распределении, полученных в широком диапазоне частот N следования импульсов тока, при различных толщинах юрмаллосвой пленки, определены требования к конструкции и эксплуатации (онкопленочных магнитных головок (ГТМ) с целью обеспечения оптимально-о теплового режима работы. Установлены необходимые значения амплитуды "ока через медную шину для обеспечения работы ГТМ.

0

l'uc. 8. Mjmciickkc но времен» icMiiepurypLi псрмаллосвой пленки

в многослойной структуре muí шпион i оловки при сс nui реве импульсами юка с частмш 1 МГц

/(a:,v/,0 = /0exp

При последовательной поэлементной записи информации сканируемы]*/ лучом лазера требуется определить скорость сканирования, частоту модуляции, при которых обеспечивается необходимый контраст термозаписи. С эют цслыо найдено решение задачи теплопроводности для изотропной плаетинкт для случая, когда функция, описывающая внутренние источники тепла, создаваемые сканируемым лучом лазера, не разделяется по переменным X и Í, т.е не может быть представлена в виде произведения функций с независимым!-переменными:

(Х-Vi f + у ->

ü"

'Здесь V - скорость сканировании, о - размер гауссовою светового пятна! используемою для записи элемешов информации, СО - циклическая частот; модуляции.

По результатам решения рассчитана и прсдешвлепа кривая температур ного контраста термозаииси в этих условиях для одного из peí ucrparopoi (пленка AsjSe3 на подложке из кварца).

Приведены численные расчеты температурного состояния микроэлек тронного устройства (УЗИЛ) и интегральной микроплаты (ИМП), по результа там которою выработаны рекомендации по корректировке топологии уст

•> со .

eos- - t (45)

2

ройств, и" выбору подложки с более высокой теплопроводностью (поликор). Наряду с численным расчетом предложено п проведено экспериментальное определение температурных распределений в таких устройствах с помощью эквивалентной электрической схемы, разработанной на основе электротепло-пой аналогии.

В устройствах электронном техники возникает необходимость определить экспериментально температуру в отдельных точках внутри сплошной среды. Осуществить доступ в любую точку внутри сплошной непрерывной среды для измерения температуры в этой точке без искажения температу рного состояния практически невозможно. Используя элекгротепловую аналогию, можно замени ть сплошную среду пространственной сеткой из дискретных сопротивлений и емкостей. Узлы этой сетки вполне доступны для измерения потенциалов.

Вид конструкции интегральной микроплаты, для которой проведен численный расчет, изображен па рис. 9.

/ кррмтпш ' - •

- '* 'Л-: УЖУ

кпмппутщ

_котугпа)11д

/¡г

■V /

Рис.9. Конструкция 1ГМП

Моделирование ИМИ на основе элсктротепловой аналогии проведено с помощью представления микроплаты в виде сетки по горизонтали и вертикали (рис. 10). Измерения потенциалов в узлах сетки отображают распределение температуры в исследуемой структуре. Исючник тепла моделируется источником тока. Ток (1.5 мЛ) нодводшея к узловой точке, соответствующей центру активного элемен та (кремния).

В соотве1Сгвпн с конструкцией исследуемой ИМИ построена электрическая схема на сопротивлениях. Схема содержит около 3 тысяч сопротивлении. Измерения потенциалов в узлах сетки и их распределение, повторяющее согласно электротепловой модели распределение температуры в соответствующих местах чсслсдуе.мой конструкции, проводились с помощью универсального цифрового вольтметра В7-23, обеспечивающего необходимую точность измерений (0.1 %). В целом аналоговая электрическая схема на сопротивлепи-

ях позволяет легко определить распределение температур в установившемся тепловом режиме внутри моделируемого образца.

] 5

4 3 2 1 О

4 5 6 7 8 9 10 11121314

777777?,

15 .

1 -

колщаунд

-г—

16

У//777.

Рис. 10. Конструкция ми кроила гы:

А - вид сверху, Ь - вид сбоку (М 1:100)

Рис. 11. Трмиературнор гопияние слоя IV по лынии ¡-9

lia рис. 11. представлено распределение температуры IV слоя по горизонтали вдоль у при i -9. Аналогичная кривая следует также из результатов численного расчета Отличие экспериментальной и расчетном кривых, отображающих распределение температур вдоль одной и той же сеточной линии в ИМИ и в аналоговой схеме, не превышает 3 %, обусловленных погрешно-:тыо измерений. Эшм подтверждается эквивалентность распределения потенциалов в сконструированной электрической схеме и распределения темпе-патур в исследуемой ИМИ.

В целом в работе проведен анализ условий и методов расчета тепловых ■роцсссов в регистраторах импульсных тепловых воздействий, обоснованы тепловые модели расчета различных преобразователей и устройств регистрации информации, развиты методы нахождения аналитических решении систем дифференциальных уравнений в частных производных для конкретных тепловых моделей, и на основе этих решений исследованы характеристики ряда прнемопреобразующих устройств в различных режимах их применения, выработаны рекомендации по оптимизации конструкции и улучшению характеристик разрабатываемых приборов и устройств, предназначенных для регистрации импульсных тепловых полей. Эти рекомендации использованы и внедрены при разработке тонкопленочных преобразователей, датчиков, микросхем, приборов для контрольно-измерительных стендов и комплексов, предназначенных для научных исследований и технических применений, что подтверждают акты внедрений, представленные в Приложении 2 диссертационной работы.

ВЫВОДЫ

1. Выбрана, обоснована и отработана тепловая модель для расчета тонкопленочных преобразователей, отличающаяся от известных наибольшей точностью отображения тепловых процессов в исследуемых регистраторах.

2. Разработан на основе использования интегральных преобразований метод решения нестационарных задач теппопроводности для тонкопленочных преобразователей с тепловыделением в подложке паи непосредственно в пленке в виде импульсов различной формы г.о времени и в плоскости преобразователя.

3. Впервые введена и использована тепловая функция, отображающая пропорционально функцию изменения температуры кленки ТГ1П во времени при равномерном нагреве пленки мгновенным тепловым импульсом, позво-тяюитая более компактно представить аналитические решения исследуемых

задам теплопроводности, обеспечивающая большую точное п. и скорость их вычислений. Установлены свойства и представления тепловой функции, ее апнрокеимацип простыми рациональными функциями, обоснован расчет решений при мнимых ар|уменгах тепловой функции.

4. Экспериментально подтверждена адекватность выбранной тепловой модели тепловым процессам в тонкопленочном преобразователе с высокой точностью совпадения расчетных и экспериментальных данных для временного изменения температурного состояния полупроводниковой пленки репт-стратора.

5. Впервые с помощью термооптичсского преобразователя (ТОП) осуществлена (1972 г., 1975 г.) регистрация пространственной модовой структуры излучения импульсного СО; - лазера. Показано, что ТОП является перспективной средой для регистрации импульсных тепловых полей с высокой чувствительностью п разрешающей способностью.

6. Разрабокш прибор для индикации инфракрасного лазерного излучения с длиной волны 10.6 мкм, для анализа прос! ранет псиной структуры импульсных тепловых полей, создаваемых лучом лазера, для измерении мощности лазерного излучения и контроля за изменением во времени характеристик ИК-излучсния. Разработана установка для измерения температурных кривых пропускания полупроводниковых нлепок, для бесконтактного измерения коэффициента теплоотдачи тонких пленок.

7. Предложен метод расчета тепловом задачи для двухслойной структуры преобразователя с учетом конечной теплопроводности по толщине пленки. Получены аналитические выражения для температурного градиента по толщине чувствительного слоя, проведен расчет зависимостей градиента от времени теплового воздействия, от толщины пленки, определена тепловая инерционность приемника излучения.

8. Разработан метод аналитического решения одномерной задачи теплопроводности для многослойной структуры, отличающийся «I известных расположением источника не на поверхности, а внутри сгрумуры и сто изменением во времени. Па основе полученного решения проведен анализ теплового режима в 15-слойпой структуре магииюрезпетнвной головки при воздейсшии импульсов тока.

9. Представлено решение задачи теплопроводноети но нахождению температурного рельефа и приведен расчет контраста термизаписи в устройствах поэлементной регистрации информации посредством сканируемою луча лазера с гауссовым распределением интенсивности.

10. Проведен расчет температурного состояния интегральной микросхемы. Экспериментально установлено соответствие расчетных температурных распределений в митральной микроплате измеренным в эквивалентной электрической схеме, разработанной на основе элекгротепловой аналогии.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1.Kotocohob II.В., Слока В.К., Хрииченко И Л. О попом методе записи голограмм // Груды РАИ ЛИ СССР. - 1969. - Т.2, Вып. 2. - С.26-32.

2.Котосонов П.В., Хрииченко И.А., Чернов Е.А. Получение термоголограмм в инфракрасном свете //Голография и ее использование в оптике: Сб. докл. всесоюз. семинара. - 4.2. - Л.: ЛДН'ГП, 1970. - С.31-32.

3.Котосонов Н.В., Хрииченко И.А., Чернов Е.А. Устройство скоростной записи оптической информации на основе термооптичсских структур //Магнитные пленки для регистрации быстропрогекающнх процессов: Тез. докл. первог о симпозиума. - М.: Изд-во ВНИИОФИ, 1971. - С.27-28.

4.1<отосонов II.В., Свиридова O.A., Хрнпчспко И.А. Временная разрешающая способность термоопгической структуры //Теория и практика радиофизическом информации: Сб. науч. тр. ВГ'У. - Воронеж, 1971. - С.37-38.

5.Котоеопов U.R., Хрнпченко И.А., Чернов Е.А. Применение ПК-лазеров на С02 для голографии и записи информации //Использование ОКГ в современной технике и медицине: Сб. докл. науч. конф. - 4.2 и 3. -Л.: ЛДПТ11, 1971. - С.57-59.

6.Регистрация структуры лазерного излучения в диапазоне 10.6 мкм на тонкой магнитной пленке / Л.М. Кто кип, Б.М. Степанов, И.Л Хрнпченко. и др. //Журнал науч. и прнкл. фотогр. и кннсматогр. - 1971. - Г.16, Вып. 5. С.369-370.

7.Регистрация структур!.! лазерного излучения при длине волны 10.6 мкм посредством топкой селеновой пленки / Т.В. Галкина, М.Х. Зсликмап, И.А. Хрнпченко н др. //Журнал науч. и прнкл. фотогр. и кннемагоф. - 1972. - Т. 17, Выи. 2,- -С. 107-110.

К.Котосонов П.В., Хрнпченко И.А., Чернов Е.А. Регистрация массива точек на магнитных пленках //Радиоэлектроника: Сб. науч. тр. ВГУ. - Воронеж, 1972. - С.42-44.

9Лермооптическая структура как регистрирующая среда для оперативной голографии / Н.В. Котосонов, O.A. Свиридова, И.А. Хрнпченко, Е.А. Чернов '/Проблемы голографии. Межвуз. сб. науч. тр. - М.: Изл-во МИРЭА, 1973. -5ып 1. - С. - 127-131.

Ю.Хрипчснко И.Л. Исследование методов записи информации лазерным излучением на термооптические структуры и магнитные пленки: Лвторсф. днсс. ... канд. фи з.-мат. паук. - Воронеж, ВГУ, 1973. - 16 с.

П.Свиридова O.A., Хрнпченко И.Л. Разрешающая способность двухслойных зермочу ветви icju.in.ix структур в стационарном режиме записи //Радиоэлектроника: Сб. науч. тр. ВГУ. - Воронеж, 1973. - С. 136-143.

12.Ьалашов A.A., Хрнпченко И.А., Чернов H.A. Прибор для измерения характеристик излучения СО. -лазера //Использование ORT в современной науке и технике: Тез. докл. науч. конф. - Л.: ЛДН'ГП, 1973. - С.35-36.

13.Хрнпченко И.А., Чернов Е.А. Оперативность регистрирующего устройства на основе тсрмооптического преобразователя //Радиоэлектроника: Сб. науч. тр. ВГУ. - Воронеж, 1973. - С.144-147.

М.Лртемова Н.Л., Нагаев В.А., Хрнпченко И.А. Измерение температурной характеристической кривой термооптического преобразователя //Радио-электропика: Сб. науч. тр. ВГУ. Воронеж, 1973. - С. 129-135.

15.Кухарев В.В., Хрнпченко И.А., Чернов H.A. Бесконтактный метод измерения коэффициента теплоотдачи тонких пленок //Твердотельная радиоэлектроника: Сб. науч. тр. ВГУ. - Воронеж, 1973. - С.142-148.

16.Хриичепко И.А. Поэлементная запись информации с помощью лазерного излучения //Твердотельная радиоэлектроника: Сб. науч. тр. ВГУ. - Воронеж, 1973.- С.136-141.

17-Свиридова O.A., Хрипченко И.А. К вопросу о повышении пространственной разрешающей способности теплового метода записи при модуляции регистрируемого потока излучения // Изв. вузов: Радиофизика. - 1974. - Т. 17, № 6. - С.929-930.

18.Хрипченко И.Л. Динамический режим теплового метода записи информации //Изв. вузов: Радиофизика. - 1975. - Г. 18, №3. - С.425-433.

19.Балашов A.A., Хрипченко И.Л., Чернов Е.А. Прибор для измерения характеристик излучения СОг-лазера //Приборы и техника эксперимента. - 1975. - № 4. - С. 178-181.

20.Энергетические параметры полупроводникового тсрмооптического преобразователя для зермофотографии / Л.Ю. Зысина, JI.M Юнокин, И.А. Хрипченко и др. //Кванювая электроника. - 1975. - Т.2, № 2. - С.245-249.

2(.Хрипченко И.Л. Энергетические характеристики тсрмооптического преобразователя //Журнал науч. и прикл. фотогр. п кинемагогр. - 1976. - T.2I, Вып. 1. - С.27-33.

22.Абакумов K.M., Любимов Г.А., Хрипчемко И.Д. Исследование процессов тепловой !аписи оптической информации на псрмаллоевые пленки //Тонкие магнитные пленки для регистрации оптической информации. Сб. науч. тр. Всесоюз. НИИ онт.-физ. измерений. - М.: Изд-во ВНИИФ'П'И, 1979. -С.32-44.

23 .Энергетические характеристики пермаллоевых пленок с полосовой доменной структурой для регистрации оптической информации/ Абакумов K.M., Грановский А.Б., Хрнпчспко И.А. и др. //Журнал науч. и прикл. фотогр. и кн-нематогр. - 1979. - Т.24, Вып.2. - С. 138-140.

24.0 разрешающей способности пермаллоевых пленок с полосовой доменной структурой / Б.М. Абакумов, Д.Ь. Грановский, И.Л. Хрипченко и др. //Журнал науч. и прикл. фотогр. и кииематогр. - 1980. - Т.25, Вып.2. - С.147-149.

25.Расчет температурных полей в пермаллоевой пленке при регистрации оптической информации / Ь.М. Абакумов, A.J5. Грановский, Л.И. Матвеева, И.А. Хрипченко //'Некоторые проблемы использования магнитных пленок для регистрации информации: Сб. науч. тр. Всееоюз. НИИ опт.-физ. измерении. -М.: Изд-во ВНИИФ'П'И, 1980. - С.54-58.

26.Зависимость энергетических характеристик пермаллоевых пленок с полосовыми доменами ог временной структуры регистрируемого излучения / Б.М. Абакумов, А.Г>. Грановский, И.А. Хрипченко и др. //Журнал науч. и прикл. фотогр. и кииематогр. - 1981. - Т.26, Вып.5. - С.364-365.

27.Хрипченко И.А. Пространственно-временной анализ температурных откликов тонкопленочных преобразователей на распределенные импульсные воздействия. - М., 1984. - 123 с. - Дсп. в ВИНИТИ 31.01.1984, № 590-84.

28.Асеев IO.II., Матвеева Л.И., Хрипченко И.А. К расчету тепловых полей гибридных микросхем. - М, 1986. - 12 с. - Дел. в ВИНИТИ 17.07.1986, № 5206-В86.

29.Хрппченко И.А., Чернов Е-А. (3 тепловом расчете тонкопленочного прсобргноватсля с поглощающей подложкой. - М., 1986. - 9 с. - Деп. в ВИ11ИТИ 1 7.07.86, № 5207-В86.

30.Хрипченко И.Л. Импульсный нагрев тонкопленочных устройств. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1 986. - 88 с.

31.Хрипченко И.А., Чернов П.А. Импульсный нагрев тонкопленочного преобразователя с поглощающей подложкой. - М., 1987. - 12 с. - Дсп. в ВИНИТИ 27.08.1 987, № 6300-В87.

32.Тепловой расчет быстродействия тонкопленочных преобразователей с анизотропией термоЭДС / В.И. Андреев, А.Б. Грановский, И.А. Хрипченко и| др. //Измерения в лазерной технологии и их метрологическое обеспечение: Сб. науч. тр Всссоюз. НИИ опт.-физ. измерений. - М.: И зд-во ВПИИФТРИ, 1988 . - С.42-49.

33.Матвеева Л.И., Хрипченко И.А. Анализ теплового воздействия импульсного лазерного излучения на неоднородную структуру //Полупроводниковая электроника: Мсжвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВП Ш, 1989. - С.64-74.

34.Хрипченко И.А., Чернов Г;.А. Тепловая функция. Свойства и представления.-М., 1990,- 15с.- Дсп. в ВИНИТИ 01.06.1990, №2961 - В90.

35.Хрипченко И.А., Чернов Е.А. Регистрация и анализ импульсных тепловых полей в пленках аморфных полупроводников с помощью термооптического эффекта. - М„ 1992. - 91 с. - Деп. в ВИНИТИ 01.07.1992, № 2132-В92.

36.Матвеева Л.И., Хрипченко И.А. Анализ распределения внутренних источников тепла в чувствительном слое приемника излучения. - М., 1993. - 8 с.

- Деп. в ВИНИТИ 19.11.1993, № 2876-В93.

37.Хрипченко И.А., Чернов Е.А. Термоошичсский преобразователь как устройство для регистрации импульсных лазерных и злучений - М., 1996. - 7 с.

- Деп. в ВИНИТИ 10.01.1996, № 88-В96.

38.Хрипченко И.А., Матвеева Л.И. Оперативность регистрирующего устройства на основе халькогенидной пленки при стирании записи импульсным излучением. - М., 1996,- 10 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.01.1996, № 87-В96.

39.Хрипченко И.А. Методы расчета температурного состояния тонкопленочных регистраторов при импульсном нагреве //Процессы теплообмена в энергомашиностроении: Тез. докл. регион, межззуз. сем. - Воронеж, 1996. -

С.45.

ЛР№ 020419 от 12.02.92. Подписано к печати 14 . 04.97. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № Воронежский государственный технический университет 324026 Воронеж, Москоззский просп., 14. Участок оперативной полиграфии ВГТУ