Методом квантово-химического моделирования с уровнем теории Хартри–Фока HF-3c/MINIS/MINIS1+1(d)(Cl)/def2-SV(P)ECP(Pt), учитывающим межмолекулярное взаимодействие, с использованием программного пакета ORCA 5.03 изучено электронное строение и энергия связывания аддуктов карбоплатина, фуллеренола, хинина и его сложных эфиров, а также их трехкомпонентных систем. Путем анализа полных энергий систем и расчетных диаграмм энергий высших занятых и нижних вакантных молекулярных орбиталей как исходных компонентов, так и образуемых ими молекулярных ансамблей сделаны выводы о наиболее вероятных по устойчивости их сочетаниях. Выявлены особенности синергетических эффектов и намечены перспективы использования трехкомпонентной системы карбоплатин–фуллеренол С₆₀(OH)₂₄–хинин (или сложные эфиры хинина) при проведении химиотерапии в онкологической практике. 

Разработаны спектральные методы анализа равновесных и кинетических характеристик процессов комплексообразования известного фотосенсибилизатора мета-тетракис(гидроксифенил)хлорина (мТГФХ) с мономерным и полимерными производными β-циклодекстрина (β-ЦД). Исследование изотерм связывания показало, что мТГФХ проявляет более высокое сродство к полимерным производным β-ЦД — полимер-карбоксиметил-β-циклодекстрину (КМ-β-ЦДПП) и полимер-β-циклодекстрину (β-ЦДПП) — по сравнению с мономерным метил-β-циклодекстрином (М-β-ЦДМП). Получены профили изменения относительного содержания комплексов включения мТГФХ с производными β-ЦД в растворе и в присутствии липидных везикул, рассчитаны константы диссоциации молекул фотосенсибилизаторов из состава комплексов включения с циклодекстринами. Показано, что процесс диссоциации мТГФХ из комплексов включения с М-β-ЦДМП осуществляется в течение 1—2 мин, а с полимерными ЦД (КМ-β-ЦДПП и β-ЦДПП) — в течение более 1 ч. Полученные результаты позволяют предположить, что особенности комплексообразования с полимерными и мономерными ЦД могут играть важную роль в доставке фотосенсибилизатора к клеточным/тканевым структурам. 

Исследованы спектры оптического поглощения ряда производных (E)-2-(2-арил-1-циановинил)-4- циклопропилтиазола, различающихся заместителями в пара-положении арильного цикла. Измерения проведены в растворах в диметилформамиде. Показано, что введение акцепторных заместителей приводит к батохромному сдвигу поглощения. Это объясняется тем, что они способствуют делокализации электронов неподеленных пар азота и серы тиазолового цикла. Полосы поглощения в диапазоне 250—450 нм возникают вследствие переходов ВЗМО→НВМО и ВЗМО-1→НВМО.

Получены гидрофильные полиуретанмочевинные пленки с использованием циклоалифатических диизоцианатов и неионогенных поверхностно-активных веществ типа оксиэтилированных спиртов и алкилфенолов. С помощью метода ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения оценено влияние выбранных модификаторов на фазовую структуру полученных материалов.

Впервые рассмотрены явления излучения света при сонолизе жидкого аммиака и растворов в нем солей церия и серебра при –70 °С. Обнаружена дополнительная к известному для жидкостей континууму пузырькового свечения (240—800 нм в аммиаке) полоса люминесценции Се³⁺ с максимумом 400 нм в спектре генерируемой действием ультразвука однопузырьковой сонолюминесценции в режиме движения для раствора 5 * 10^–4 моль/л Се(SO₄)₂ в аммиаке. Данная полоса тушится в присутствии AgNO₃ в растворе, что свидетельствует о подавлении Ag⁺ акцептором электрона, вероятной реакции сонохемилюминесценции Ce⁴⁺ + e_s^– →η(Ce³⁺)* + (1 – η)Ce³⁺, (Ce3+)*→Ce³⁺ + hν, ответственной за обнаруженное свечение Се³⁺. Концентрация Се⁴⁺ в растворе падает при его восстановлении по данной реакции и интенсивность сонохемилюминесценции в полосе Се³⁺ уменьшается по ходу сонолиза, однако выходит на постоянный уровень через несколько минут после его начала. Это объясняется достижением динамического равновесия между скоростями реакций восстановления и окисления ионов церия: Се⁴⁺→Се³⁺ и Се³⁺→Се⁴⁺. Одноэлектронным окислителем в последней реакции предположительно является радикал NH₂ — еще один, кроме e_s^– , первичный продукт сонолиза аммиака. Образование Се³⁺ при сонолизе раствора Се(SO₄)₂ подтверждено регистрацией в нем фотолюминесценции Се³⁺. Выход возбуждения в реакции сонохемилюминесценции η = 2 * 10^–6. 

Проведено численное моделирование фононных запрещенных зон одномерных фононных кристаллов на основе анодного оксида алюминия. Определено спектральное положение фононных запрещенных зон в фононных кристаллах на основе анодного оксида алюминия, инфильтрованных различными жидкостями. Нанопоры, заполненные воздухом и жидкостью, показывают разные фононные дисперсионные соотношения. Проведены расчеты дисперсионных характеристик исследуемых образцов, определены групповая скорость фононов, а также их эффективная масса. 

Методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, ИК-спектроскопии, оптической и сканирующей электронной микроскопии изучен кварц из техногенных отвалов пегматитовых месторождений северной Карелии (Россия) с целью выявления его основных технологических особенностей, определяющих возможность использования в качестве сырья для получения высокочистых кварцевых концентратов. Установлено, что минеральные примеси в кварце представлены полевыми шпатами, мусковитом, кальцитом, окислами железа и боросиликатными фазами, что подтверждается микроэлементным составом кварца с доминированием Al, Ca, K, Na. Показано, что наряду с молекулярной водой, входящей в состав газово-жидких включений, кварц содержит ОН-комплексы, связанные со структурными примесями Al, Li и B. В результате обогащения несортированного кварца, включающего в себя электромагнитную сепарацию, СВЧ-обработку и кислотное травление, получен кварцевый концентрат с общим содержанием примесей 160 ppm. Получение высокочистого кварцевого концентрата с содержанием примесей <50 ppm на кварцевой крупке размером 0.5—0.1 мм затруднительно, что связано с присутствием трудноудаляемых при обогащении минеральных примесей микронных размеров, газово-жидких включений и структурных примесей. 

Методом высокочастотного импульсно-периодического (f ~ 10—12 кГц) воздействия лазерного излучения с длиной волны 1.064 мкм и плотностью мощности q = 33 МВт/см² на пьезокерамику ЦТС-19 при давлении в вакуумной камере p = 2.2 * 10^–2 мм рт. ст. получены наноструктурированные тонкие пленки на кремниевой и стеклянной подложках. С помощью атомно-силовой микроскопии изучена морфология тонких пьезокермических пленок. Исследованы спектры пропускания пленок в видимой, ближней и средней ИК-областях. Проведен анализ электрофизических свойств структуры ЦТС-19/Si на кремниевой подложке. 

Представлены результаты исследования спектрально-люминесцентных характеристик оптической керамики из оксида иттрия, соактивированного ионами тулия и гольмия (Tm,Ho:Y₂O₃). Керамические образцы получены с помощью твердофазного вакуумного спекания наноразмерных частиц со сложным химическим составом, синтезированных методом лазерного испарения. Коэффициент пропускания керамик Tm,Ho:Y₂O₃ в области 2 мкм превышает 82 %, что свидетельствует о высоком оптическом качестве. Перераспределение интенсивностей линий в спектрах люминесценции переходов ³F₄→³H₆ ионов Tm³⁺ и ⁵I₇→⁵I₈ ионов Ho³⁺, зарегистрированных при возбуждении на уровень ³H₄ ионов Tm³⁺ в керамиках с различным соотношением Tm³⁺/Ho³⁺, свидетельствует о безызлучательном переносе энергии с уровня ³F₄ ионов Tm³⁺ на уровень ⁵I₇ ионов Ho³⁺. 

Проведено сравнительное исследование структурно-фазового состояния систем Ti–Al–N, полученных в виде покрытия и объемного материала. Для характеристики структуры использованы методы рентгеновской дифракции, энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС) и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Применение ЭДС и КР позволило верифицировать данные рентгеновской дифракции о фазовом составе образцов, что особенно актуально при исследовании многофазных Ti–Al–N-покрытий, а также выявить особенности поверхностной микроструктуры покрытия. Покрытие Ti–Al–N получено методом химического осаждения Ti и Al в атмосфере N₂ на Ti-подложке с последующим отжигом в вакууме при 700, 800, 900 и 1000 ºС. Объемный образец Ti–Al–N получен реакционным спеканием порошков Ti, Al, TiN в вакууме при 1200 и 1300 ºС. Ti₂AlN МАХ-фаза появляется в покрытии при более низкой температуре, чем в объемном образце, и отличается меньшей термической устойчивостью. Покрытие Ti–Al–N отличается большей многофазностью, в нем после отжига в вакууме при 900 ºС регистрируются фазы Ti₂AlN, Ti₄AlN₃, TiN, Ti₂N, AlN. Разрушение структуры МАХ-фазы происходит при 1000 ºС. В объемном образце после отжига в вакууме при 1300 ºС основной является фаза Ti₂AlN с небольшой примесью TiN и TiAl, разрушение Ti₂AlN МАХ-фазы происходит при 1400 ºС. 

Методом ионного распыления составных мишеней синтезированы углерод-палладиевые нанокомпозитные пленки толщиной ~140 нм с размером наночастиц палладия до 2 нм. Исследованы оптические свойства углерод-палладиевых композитных пленок в видимой области спектра. Установлено, что оптическое поглощение данных нанокомпозитных пленок описывается характерной зависимостью Тауца. При этом присутствие наночастиц палладия приводит к резкому уменьшению оптической щели в композитных пленках, что объясняется ростом средних размеров графеновых нанокластеров в углеродной матрице.

Исследовано переключение генерации из основного состояния на возбужденное с ростом тока в InGaAs/GaAs-лазерах с квантовыми яма-точками (КЯТ) и квантовыми ямами, имеющими различные ширины волновода. Показано, что из-за особенностей плотности состояний в КЯТ лазеры с волноводом шириной 0.45 мкм не переключаются в режим генерации через возбужденное состояние при плотностях тока вплоть до 48 кА/см² в отличие от лазеров с квантовыми ямами. Генерация через возбужденное состояние в лазерах на КЯТ происходит при увеличении ширины волновода до 0.78 мкм и сопровождается переключением с фундаментальной моды на оптическую моду 2-го порядка. 

Разработан подход к описанию оптических свойств многослойных систем (мультислоев), состоящих из монослоев сферических частиц в поглощающей среде, который учитывает многократное рассеяние волн в отдельных монослоях и многократные отражения между монослоями. Амплитудные коэффициенты пропускания и отражения выделенных слоев поглощающей среды, содержащих монослои частиц, определены в рамках разработанного метода, основанного на использовании квазикристаллического приближения, и использованы для нахождения коэффициентов пропускания и отражения мультислоя в рамках метода матрицы переноса. Приведены результаты расчетов коэффициента поглощения слоя слабопоглощающей среды, содержащего 1, 4, 8 и 32 монослоя частиц оксида титана (TiO₂), при падении плоской электромагнитной волны по нормали применительно к оптимизации фотокаталитических реакций в фотохимических микрореакторах. 

На основе анализа ИК-Фурье-спектров высокого спектрального разрешения, зарегистрированных на станции атмосферного мониторинга Санкт-Петербургского государственного университета в 2009—2022 гг., продемонстрирована возможность осуществления долговременного мониторинга содержания NH3 в толще атмосферы по результатам наземных измерений прямого солнечного излучения в среднем ИК-диапазоне. Получены оценки случайной и систематической погрешностей определения общего содержания NH₃ в атмосфере. Представлены результаты ИК-Фурьемониторинга NH₃ в толще атмосферы в течение 14 лет, проведено сравнение с данными независимых спутниковых и наземных измерений. 

Исследован процесс смешивания в цепочках Руднера–Левитова, представляющих собой одномерную решетку бозонных мод со спроектированными потерями в каждой второй моде. Показано, что, выбирая начальное возбуждение в системе особым образом, можно добиться существенного уменьшения времени смешивания. В классе одномодовых возбуждений необходимо выбирать собственный вектор эффективного гамильтониана, соответствующий отличному от нуля собственному значению эффективного гамильтониана с наименьшей абсолютной величиной мнимой части. Начальное состояние, локализованное в двух и более модах, необходимо выбирать ортогональным этому собственному вектору. 

Представлена обобщенная теоретическая модель когерентного взаимодействия линейно поляризованных (1+1)D световых пучков в кубическом оптически активном фоторефрактивном кристалле Bi₁₂SiO₂₀ среза ( 1‾ 1‾ 0), помещенном во внешнее постоянное электрическое поле, включающая в себя в дополнение к традиционному электрооптическому эффекту обратный пьезоэлектрический и фотоупругий эффекты. Изучено взаимодействие одинаково линейно поляризованных одномерных световых пучков с поперечным гауссовым распределением светового поля на входе в кристалл. Показано, что учет дополнительных параметров и эффектов в математической модели вносит значительные изменения в полученные теоретические результаты, что позволяет корректнее интерпретировать экспериментальные данные. Выполнено численное моделирование взаимодействия ведомого и ведущего световых гауссовых пучков со взаимно ортогональными линейными поляризациями на входе в кристалл. 

Предложен усовершенствованный метод определения температуры лазерного диода и теплового сопротивления основных элементов эквивалентной тепловой цепи, базирующийся на измерении переходной термочувствительной характеристики — прямого напряжения на p-n-переходе в ответ на скачкообразное воздействие греющего токового импульса. Экспериментально исследованы и проанализированы отдельные составляющие и общее тепловое сопротивления лазерного диода. Установлено, что основной вклад в общее тепловое сопротивление, которое составило ~7.4 К/Вт, вносят собственно слой лазерного кристалла от p-n-перехода до нижней плоскости (~2.8 К/Вт) и AlN-коммутационная теплопроводящая подложка (~2.6 К/Вт), для которых не просматриваются пути дальнейшего снижения. Показано, что без значительного перегрева ΔT < 40 К реализуется непрерывный режим работы с шестикратным превышением порога до I ≈ 2 A и мощностью генерации P ≈ 2.5 Вт, КПД ≈ 30 % и дифференциальным квантовым выходом η ≈ 60 %. 

Метод оптимизации глубины фокусировки предложен для усиления сигнала и воспроизводимости в коллинеарной двухимпульсной фемтосекундной лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии. Метод основан на оптимизации глубины фокусировки второго импульса. Спектральная интенсивность сигнала показала стабильное усиление с коэффициентом усиления ~3, воспроизводимость сигнала показала минимальные колебания, когда глубина фокусировки второго импульса находилась в диапазоне 0—2 мм ниже поверхности образца. Обсуждаются возможные механизмы, лежащие в основе усиления сигнала и улучшения воспроизводимости, на основе измеренной температуры плазмы и электронной плотности. 

Рассчитаны точные энергии резонансов и квантовые дефекты для серий ридберговских состояний от основного состояния 3s² 3p⁵  (² P°_3/2) и метастабильного состояния 3s² 3p⁵  (² P°_3/2) ионов K III до n = 30. Теоретическая фотоионизация выполнена в рамках метода экранирующей константы на единицу заряда ядра (SCUNC). Предсказанные SCUNC значения хорошо согласуются с единственными доступными измерениями усовершенствованного источника света (ALS). Некоторые перекрывающиеся пики в измерениях ALS четко идентифицируются с помощью расчетов SCUNC. Продемонстрирована перспективность формализма SCUNC для применения при анализе измерений синхротронного излучения. 

Гидроксиапатит (ГА) нанесен на обработанную щелочью NaOH титановую подложку методом электрохимического осаждения с использованием раствора, содержащего Ca(NO₃)₂ ⋅ 4H₂O и NH₄H₂PO₄ при 80°C. Чистые Ti-подложки погружались в 5 M-раствор NaOH при 80°C на 24 ч. С помощью рентгеновской дифракции подтверждено образование слоя ГА на поверхности Ti-подложек. Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывают, что структура слоя ГА имеет лентовидную морфологию с диаметром ~120 нм. Покрытие ГА улучшило гидрофильные свойства по сравнению с поверхностью чистых Ti-подложек, а также показало превосходную биосовместимость, продемонстрированную прикреплением клеток in vitro через 72 ч культивирования, что является перспективным методом осаждения ГА на обработанный NaOH титан для титановых имплантатов. 

Продемонстрировано, что быстрое образование пар электрон-дырка, вызванное фотовозбуждением, делает нанокристаллы ZnS эффективными фотокатализаторами. При использовании поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изготовлении ZnS наблюдается изменение фазы от кубической до вюрцита. Этилендиамин используется в качестве ПАВ для приготовления ZnS гидротермальным методом. С помощью методов рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и УФ-видимой спектроскопии изучены фотофизические свойства ZnS. Под действием УФ-излучения фотокаталитическая активность ZnS с ПАВ и без него оценивается для фотокаталитического разложения различных красителей. Показано, что ZnS с ПАВ проявляет большую каталитическую активность, чем ZnS без ПАВ. 

Углеродные квантовые точки, легированные азотом (N-CQD), получены одностадийным гидротермальным методом с использованием мочевины, анилина и этилендиамина в качестве сырья и источников азота. С помощью УФ-спектрофотометрии, флуоресцентной спектрофотометрии и ИК-Фурье-спектроскопии проанализированы спектральные характеристики образцов. Оптимальные условия (pH, время реакции и концентрация ионов) описаны для N-CQD. Отмечено, что при оптимальных условиях (40 мкл N-CQD, буферный раствор при pH 6 со временем реакции 30 мин) ионы кобальта вызывают значительный эффект тушения флуоресценции на подготовленных N-CQD, что определяется с помощью флуоресцентной спектрофотометрии. Пиковые показатели извлечения от 95.8 до 104.6% подтверждают, что N-CQD могут служить флуоресцентным зондом для обнаружения Co(II) в реальной среде. Метод может быть применен для мониторинга загрязнения тяжелыми металлами подземных вод шахт. Результаты обнаружения Co(II) с использованием этого метода схожи с данными масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, т. е. предлагаемый метод имеет хорошие перспективы применения. 

Наночастицы оксида никеля (NiO) получены с использованием метода золь-гель-покрытия для создания тонкой пленки NiO/стекло и кремния. Методами ИК-Фурье-спектроскопии, УФ-видимой спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии изучены структурные и оптические свойства пленок. Нелинейные оптические характеристики тонкой пленки NiO исследованы с помощью методов Z-сканирования с открытой и закрытой апертурой на длинах волн 532 и 635 нм. Варьирование оптической интенсивности лазера и длины волны изменяло показатель преломления образцов, так как увеличение интенсивности лазера и длины волны приводило к уменьшению нелинейного показателя преломления. Коэффициент нелинейного поглощения демонстрирует отрицательную корреляцию с интенсивностью лазера и небольшую убывающую связь с длиной волны. 

Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия (LIBS) в сочетании с машинным обучением использована для дифференциации образцов раковых опухолей легких и нормальных тканей. Образцы плазмы собирали с помощью лазерной абляции при 1064 нм для получения характерных спектров образцов опухолей легких и нормальных тканей. Для диагностики злокачественных новообразований выбраны 12 линий C, Mg, Ca, C-N, Na и K. Для установления модели дискриминации опухолей и нормальных тканей использованы модели PCA, SVM, KNN, Decision Tree и Bagged Tree. Для оценки модели дискриминации использован метод 10-кратной перекрестной проверки. Лучшие результаты показала интегрированная обучающая модель Bagged Tree с общей точностью 98.9%, чувствительностью и специфичностью 98.6 и 99.3% и площадью под кривой (AUC) 0.982. Предположено, что LIBS можно использовать как быстрый и точный способ идентификации опухолей легких человека. 

Углеродные точки, совместно легированные Zr и Cl (Zr/Cl-CD), получены одностадийным гидротермальным методом с использованием в качестве прекурсоров лимонной кислоты, мочевины и ZrCl₄. Zr/Cl-CD охарактеризованы с помощью УФ-видимой спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, ИК-Фурье-спектроскопии, рентгеновской дифракции и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS). Экспериментальный анализ показал, что средний размер Zr/ClCD составлял 2–3 нм, а с помощью XPS выявлено наличие связей C-Cl и Zr-O. Квантовый выход флуоресценции конечных углеродных точек составил 17.5% при возбуждении на λ = 360 нм. Zr/Cl-CD продемонстрировали хорошую производительность при обнаружении рутина с концентрациями 30–110 и 100–160 мкмоль/л и коэффициентами линейной корреляции R²  = 0.9931 и 0.9962. Основной механизм заключается в том, что рутин оказывает тушащий эффект на испускание Zr/Cl-CD, поскольку интенсивность флуоресценции демонстрирует хорошую линейную зависимость от концентрации рутина. 

Разработан УФ-спектрофотометрический метод определения нарингина в объемных растворах. Для разработки метода использованы чистый нарингин (API) и метанол (растворитель), а также вода, изопропиловый спирт, хлороформ, этилацетат, бутан-1-ол, горчичное масло, масло нима, масло цитронеллы, масло чайного дерева и масло лемонграсса для проверки растворимости. С помощью разработанного метода получены калибровочная кривая для нарингина, а также относительное стандартное отклонение %RSD = 1.54–1.95% при разнице в длине волны 1 нм, линейность R²  = 0.9974; точность %RSD 1.02–2.89% (intra-day) и 1.09–3.4% (inter-day); диапазон извлечения 98.43–107.62% при точности на уровнях 80, 100 и 120%. Эти значения сопоставимы с полученными методами высокоэффективной жидкостной хроматографии, тандемной жидкостной хроматографии – масс-спектрометрии и жидкостной хроматографии. С помощью разработанного метода проведен тест на растворимость, нарингин оказался наиболее растворимым в метаноле (10.470 ± 0.03 мг/мл) и в масле чайного дерева (4.332 ± 0.015 мг/мл) среди полярных и неполярных растворителей. 

Разработан простой, экономически эффективный, точный УФ-спектрофотометрический метод анализа препарата тафамидиса. Специфичность, линейность, точность, прецизионность, предел обнаружения, предел количественного определения и надежность оценены в соответствии с руководящими принципами ICH Q2(R1). Препарат характеризуется максимумом поглощения λ = 310 нм и стабильностью раствора в течение 12 ч. Метод демонстрирует линейность отклика для концентраций тафамидиса 2–12 мкг/мл и описывается уравнением y = 0.1724x – 0.0443 с R²  = 0.9995, точность варьирует 100 до 103%, предел обнаружения 0.112 мкг/мл, предел количественного определения 0.34 мкг/мл. 

Разработан простой, быстрый и чувствительный спектрофотометрический метод определения цефподоксима проксетила – антибиотика группы цефалоспоринов третьего поколения, антибактериального β-лактамного средства, которое используется при лечении острого отита, фарингита, тонзиллита и инфекций нижних дыхательных путей (пневмонии и бронхита), в фармацевтических препаратах. Метод основан на взаимодействиях с переносом заряда цефподоксима проксетила как донора n-электронов с 7,7,8,8-тетрацианохинодиметаном (TCNQ) в качестве π-акцептора. Метод проверен на соответствие требованиям ICH. Поглощение измерено при 596 нм. Метод показал линейность в диапазоне концентраций 3.0–15.0 мкг/мл, коэффициент корреляции 0.9997, LOD = 0.036 мкг/мл и LOQ = 0.108 мкг/мл. Восстановление в диапазоне 99.97–101.3% соответствует методу стандартных добавок. Эффективность предлагаемого метода оценена с помощью t-критерия Стьюдента и F-критерия. Разработанный метод успешно применен для оценки цефподоксима проксетилa в чистом виде и в фармацевтическом препарате. 

На основе параксиального и квазиклассического приближений на основе распределения плотности исследована самофокусировка асимметричных конечных пучков Эйри–Гаусса (AiG) в плазме. Рассматривается релятивистская нелинейность диэлектрической проницаемости плазмы. Распределение электрического поля асимметричных конечных пучков AiG выражается через параметры ширины пучка f₁ и f₂ с соответствующими параметрами модуляции a и b для поперечных размеров пучка. Связанные дифференциальные уравнения, управляющие поведением f₁ и f₂ с безразмерным расстоянием распространения ξ, устанавливаются из параболического уравнения. Обсуждается влияние профиля экспоненциального распределения плотности на самофокусировку асимметричных конечных пучков AiG. Особо выделена чувствительность асимметрии в параметрах a и b конечного пучка AiG и экспоненциального распределения плотности плазмы. 

Исследовано влияние самофокусировки q-гауссова лазерного луча на генерацию второй гармоники (ГВГ) в столкновительной плазме. В случае столкновительной плазмы генерация градиентов плотности происходит в перпендикулярном направлении вследствие перераспределения носителей заряда в результате неравномерного нагрева. Из-за градиентов плотности на частоте накачки образуется волна электронной плазмы, которая взаимодействует с пучком накачки, создавая ГВГ. Известное квазиклассическое приближение и параксиальная теория использованы для вывода дифференциального уравнения второго порядка для перетяжки основного пучка и эффективности второй гармоники. Численное решение уравнений выполнено с использованием высших переменных для лазера и плазмы. Показано, что фокусирующая способность пучка и эффективность генерации второй гармоники улучшаются с увеличением интенсивности лазера, плотности электронной плазмы, радиуса пучка и значений q. 

Извлечение переменных признаков может значительно уменьшить размерность, упростить признаки и повысить точность количественных моделей, что имеет большое значение при предварительной обработке спектральных данных лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (LIBS). Предложен метод извлечения переменных признаков на основе сверточной нейронной сети (CNN). Спектральные данные LIBS подвергались многослойной двумерной свертке путем последовательного соединения структуры свертки и модуля InceptionV2, многоуровневые признаки постепенно извлекались для нахождения оптимальной комбинации переменных признаков. С помощью полносвязного слоя получены результаты прогнозирования. С целью проверки применимости извлеченных признаков результаты, выделенные сверточной нейронной сетью, напрямую вводились в алгоритм случайного леса (RF) для построения количественной модели. Определена концентрация элемента K в лабораторном смешанном растворе. При обработке методом CNN-RF коэффициенты детерминации R² обучающей и тестовой выборок составили 0.993 и 0.990, среднеквадратическая ошибка обучающей и тестовой выборок RMSEC = 0.0067 и RMSEP = 0.0084 мас.%, средняя относительная ошибка 8.533%. Полученные оценки значительно лучше, чем результаты извлечения с помощью методов Lasso, РСА и SelectKBest. Показано, что сверточная нейронная сеть позволяет эффективно извлекать характерные спектральные линии LIBS и повышать точность количественного анализа.