Техника - молодёжи 2001-12, страница 13

шаг

Олег

МИТРОФАНОВ

ЗАГОРИЗОКГ

Параллельно-последовательное соединение ячеек (рис. 2) образует матрицу (на фрагменте матрицы окружностью R ~ 1 нм выделена пара «острие — антиострие»), способную в режиме термогенератора обеспечить питание вживленного кардиостимулятора, наручных часов, карманного калькулятора. Правильно построенный термогенератор под нагрузкой должен покрываться инеем К сожалению, сегодня подобная матрица изготавливается сугубо индивидуально, приходится «рисовать» иглой нанопулятора, и поэтому получение энергетически значимых мощностей энергии или больших охлаждаемых поверхностей хотя и актуально, но не стоит в повестке текущего дня.

Гораздо большую мощность способна выдать показанная на рис 3 солнечная

батарея (эквивалентная температура света много выше комнатной), а по сути, антенная решетка из симметричных полуволновых вибраторов. Если длина вибратора 177 нм (с учетом диэлектрической подложки, защитного покрытия и среды, в которой находится антенна, принят коэффициент укорочения 1,5), то решетка настроена на прием зеленой составляющей света (к = 530 нм). Диодные ячейки, включенные в плечи вибраторов, связывают их по постоянному току, что снимает сложности фазировки и канализации энергии в нагрузку.

Чтобы расширить полосу для поглощения всего солнечного спектра, монохроматическую поляризованную решетку следует «разбавить» вибраторами других цветов, скажем, фиолетового (X = 400 нм) и красного (X = 700 нм), — рис. 4 Прием круговой поляризации обеспечит решетка второго слоя с ортогонально ориентированными вибраторами.

Дальнейшее повышение эффективности достигается заменой элементарной ячейки

между плечами вибратора диодным мостом (рис. 5). По-видимому, двухпо-лупериодное детектирование приблизит коэффициент полезного действия солнечной батареи к теоретическому пределу — поглощательной способности черного тела.

Итак, работая на согласованную нагрузку, солнечная батарея ничего не отражает и не пропускает. При отключенной нагрузке — режим холостого хода — туннелирования нет, плечи вибраторов не связаны (следовательно, настроены на вдвое большие частоты), и солнечная батарея становится прозрачной, — это регулируемый оптический затвор — аттенюатор. Если селективно нагружать одноцветные группы вибраторов, получится перестраиваемый фильтр. В режиме короткого замыкания добротность вибраторов увеличивается, чему можно способствовать, подавая напряжение, стимулирующее туннелирование, тогда солнечная батарея превращается в зеркало (металлизируется) с управляемым оттенком металлического блеска.

И поглощающий, и отражающий оптические затворы могут работать автома-

тора (рис. 2), а значит, к перечню применений добавим светильник, работающий от тепла руки.

Матрицы вибраторов с переключением спектрально чистых цветов пригодятся в устройствах отображения информации — на их основе осуществим быстродействующий транспарант и цветной дисплей отраженного света.

Сочетание приемной и передающей решеток позволяет создать импульсные и допплеровские (непрерывного излучения) датчики антиблокировки тормозов, расходомеры, радиовзрыватели, системы инициации динамической защиты и дистанционной охраны. Обладая сверхмалыми размерами и массой, они не боятся ускорений и дают возможность упростить схемы. Так, детектирующие ячейки приемной решетки допплеровского сенсора выполняют роль смесительных диодов: при появлении сдвинутой частоты на фоне излучаемой просочившейся — низкочастотная составляющая возникает на выходных шинах приемной решетки. Ко всему прочему, эти устройства перекрывают разрыв между оптическим и субмиллиметровым диапазонами

тически. Иными словами, может быть создан нелинейный материал с необычайными параметрами (частотно и/или поляризационно зависимый и т.п.). Быстродействие затворов из такого материала очень велико, а потому они пригодны для защиты от оптического оружия и мощного лучевого воздействия (маски электросварщиков, очки типа «хамелеон» и пр ).

Представляется возможным, увеличивая стимулирующее напряжение, выйти на режим, напоминающий искровое возбуждение вибратора Герца, — диодные ячейки в этом случае не нужны. Тогда монохроматическая решетка (рис. 3) станет источником когерентного поляризованного излучения, а широкополосная (рис. 4) — белого света, (ортогональная решетка деполяризует излучение, а рассеивающее покрытие размывает когерентность). Подбором глубины связи и цвета вибраторов можно получить непрерывный спектр, тождественный солнечному. Высокий коэффициент полезного действия преобразования допускает питание такого излучателя от термогенера-

Вибратор с элементарной ячейкой настолько элементарен, что было бы странно не найти его природный аналог, скажем, в хлорофилле. Механизм получения углеводов из воды и углекислого газа не совсем ясен, честнее, совсем неясен, и многословные «объяснения» фотосинтеза лишь затушевывают этот печальный факт. Для образования шести-углеродного сахара необходим водород, который можно получить только из воды. Но отщепление водорода по ортодоксальному механизму требует невозможного: мгновенной энергии минимум двух квантов одномоментно. В то же время радиотехнический способ «выпрямления света» позволяет использовать обычный электролиз, самый короткий и экономичный способ разложения воды.

Наноэлектролизер, питаемый одиночным вибратором, столь же малопроизводителен, как одиночный квант. Другое

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 12 200 1

В I