Балки это: Недопустимое название — Викисловарь — foamin.ru

Содержание

Однопролетная или многопролетная (неразрезная) балка (плита). Что выбрать?

В данной статье я буду говорить о балках. Но вся информация в ней точно так же касается и плит перекрытия, которые также бывают однопролетными и многопролетными (неразрезными).

Итак, есть балка, у которой несколько пролетов (например, на четыре колонны в ряд нужно опереть балку под перекрытие). Какую расчетную схему лучше выбрать? На чем остановиться: на обыкновенных однопролетных балках от колонны до колонны или же выбрать многопролетную – не зря же она так называется, а у нас как раз много пролетов и нужно перекрыть.

Для того, чтобы всегда делать правильный выбор, не обязательно каждый раз проводить расчет обоих балок и делать технико-экономическое сравнение. Нужно понять их особенности.

Однопролетная балка – это самый простой вариант. Она экономична в изготовлении, работает у нее только нижняя арматура (верхняя устанавливается конструктивно), рассчитать ее тоже проще простого.

В чем же ее недостатки? При увеличении размеров пролета (расстояния между опорами) однопролетная балка сдает позиции. Приходится сильно увеличивать сечение, вырастает арматура, а если пролет слишком уж большой, балка просто не проходит по расчету (обычно критическим становится расчет по второму предельному состоянию – либо прогиб больше нормы, либо трещины больше допустимого).

Многопролетная (неразрезная) балка – это вариант, который используется, если однопролетной балки не достаточно для того, чтобы перекрыть слишком большие пролеты или чтобы выдержать значительную нагрузку. Многопролетная балка – это и двухпролетная, и трехпролетная, ну и так далее. Много – значит больше одного.

В чем же многопролетная балка выигрывает по сравнению с однопролетной? Количество пролетов здесь играет не очень большую роль (но об этом мы еще поговорим), а вот основное влияние в том, что балка

неразрезная. А значит, она не прерывается над колоннами.

Главное – не прерывается ее армирование. Правильно законструированная неразрезная балка может выдержать намного большую нагрузку и перекрыть намного больший пролет, чем однопролетная.

Рассмотрим, в чем разница в работе этих двух конструкций: однопролетной и многопролетной (неразрезной) балки. На рисунке ниже утрированно показаны деформации балок, опирающихся на колонны.

На верхней схеме каждый пролет перекрывает однопролетная балка. Опирание балок шарнирное (почему именно шарнирное, можно почитать здесь). При такой схеме балки спокойно изгибаются под весом нагрузки. Нижняя зона у них растянута (показано синим), именно у растянутой зоны устанавливается рабочая арматура, которая берет на себя все растягивающие усилия (бетон на растяжение практически не работает, сразу трещит). На опорах балки спокойно поворачиваются, этот поворот создает дополнительный прогиб плит.

На нижней схеме все три пролета перекрывает неразрезная балка. Ее работа сложнее, чем у однопролетной: под весом нагрузки в пролете балка прогибается вниз, но на опорах она выгибается в обратную сторону. И это чередование изгибов, чередование растянутых зон (синяя внизу, красная вверху) играет нам на руку. Так как у плиты не могут быть растянуты сразу две стороны, растяжение верхней зоны над опорами (красное) уменьшает растяжение нижней зоны в пролете (синее).

Если сравнить длину растянутой зоны на схеме с однопролетными балками и на схеме с неразрезной балкой, у однопролетных длина растянутой зоны балки (синей) в каждом пролете больше (при одинаковых исходных условиях – величине пролетов, нагрузках, сечении балок). А раз длина растянутой зоны больше, то и изгибающий момент будет больше, и армирование нижней зоны в пролете больше, и прогиб больше, и трещины раскроются шире – так как все эти величины взаимосвязаны.

Получается, что за счет прогиба балки над опорой в обратную сторону, мы получаем существенное сокращение всех перечисленных выше составляющих. А значит, мы создаем более выносливую конструкцию, способную легче выдержать как больший пролет, так и большую нагрузку.

В чем тогда подвох? Ведь не бывает так, чтобы где-то уменьшилось и при этом нигде не увеличилось. В случае с неразрезной балкой, в виде компенсации мы получаем растяжение в верхней зоне балки над опорой. А это значит, что в этой зоне появляется рабочая арматура (часто она бывает даже больше пролетной). Это значит, что в этой зоне появляется риск возникновения трещин (нужно выполнять проверочный расчет по второй группе предельных состояний). В общем, даром изменение расчетной схемы балке не дается.

В каких случаях нужно применять неразрезные балки при многопролетной схеме?

Если однопролетные балки не выдерживают нагрузку.
Если расстояние между опорами для однопролетных балок слишком велико.

Почему в случае с небольшим расстоянием между опорами и небольших нагрузках на балку применять неразрезные балки не стоит? Просто потому, что это не экономично – вы будете вынуждены заложить в балку не только нижнюю рабочую арматуру на всю длину балки, но и дополнительно еще верхнюю рабочую (а рабочая всегда больше конструктивной). В сумме будет перерасход арматуры по сравнению с однопролетной рабочей схемой.

Если вы хотите узнать, что бывает с недоармированной неразрезной балкой, можете ознакомиться с этой статьей.

class=»eliadunit»>

Что такое декоративная фальшбалка | Статьи

Фальман Алексей Борисович

руководитель проекта Санкт-Петербург

Среди огромного выбора материалов разных форм и структур, которые успешно используются в процессе оформления интерьера и реализации дизайнерского концепта, деревянные балки способны наиболее кардинально перевернуть и поменять внешний облик комнаты, придать уют и расширить пространство.

В нашем каталоге мы собрали множество изделий различной конфигурации, сортов и размеров, надеемся, что это облегчит вам выбор готовых решений для интерьера.

Как производится правильная склейка фальшбалок

Все наши балки мы делаем сами, при чем стыковку производим на шип-паз, благодаря чему, наша продукция не рассыхается, не трескается по шву и сам шов не видим визуально.

Что же такое декоративные балки? Немного истории

Деревянные балки стали известны еще в средние века, когда на них успешно крепили тяжелые, кованые люстры. Они выполняли не только эстетическую роль, но и являлись частью здания. Со временем люди задались вопросом удешевления материала с сохранением прежних привлекательных свойств. Таким образом, появились искусственные балки в том виде, в котором мы их знаем сегодня. Декоративная балка или фальшбалка – это профили различного размера, в середине которых находятся пустоты.

Фото 1. Декоративные фальшбалки

Многофункциональный отделочный материал, подходящий для оформления жилых помещений, офисов и общественных мест (кафе, ресторанов, клубов и т.

д). Такие изделия получили повсеместную популяризацию и использование во многих домах из-за реалистичного сходства с натуральным цельным деревянным брусом.

Особенности и преимущества декоративных балок

Изготавливаются практически в любом размере, и обладает разнообразными сечениями.
Обладают универсальной и безопасной системой креплений, которая позволяет с легкостью зафиксировать конструкцию без лишних затрат времени.
Процесс монтажа требует наличия профессиональных навыков, самостоятельно установить можно только простую, небольшого размера балку, без припилов и стыков.
Балки позволяют скрыть провода и другие коммуникации в доме благодаря полой структуре.
Во всех балках можно провести освещение, как встроив светильники, так и светодиодные ленты.

Из каких материалов делают самые доступные фальшбалки

В связи с неуловимо быстрым развитием сферы дизайна, постоянно меняющимся настроениями мира интерьерной моды и зарождением новых стилей появилось множество разнообразных по своему происхождению типов декоративных балок, в изготовлении которых применяются различные материалы.

Рассмотрим самый популярный из них.

Для изготовления подобных материалов в промышленных масштабах чаще всего используют дерево.

Фальшбалки из дерева различных пород отличаются приятным вешним видом и натуральными оттенками. За счет того, что полые внутри, они более легкие, чем цельные деревянные перекладины, и имеют меньшую стоимость. Такой вариант обычно обладает гладкой полировкой или шершавой структурой, может быть отшлифован или покрыт лакокрасочными средствами. Для более богемного стиля интерьера – декорирован резьбой.

Способы монтажа деревянных балок

Существует два наиболее выигрышных варианта размещения: на потолке и на стенах.

Фото 2. Фальшбалки в интерьере

Следует упомянуть, что эти виды будут уместны как на даче или загородном доме, так и в квартире. Их также используют для общественных заведений, концертных залов и других помещений.

3 способа установки конструкции на потолок из дерева и бетона

Подвесной. Данный способ применим в том случае, если декоративную балку размещают под линией потолка. В таком случае на стену крепятся специальные металлические крепежи в форме накладок с глубокими гнездами, в которые помещаются торцы балок. Крепежный элемент скрывают под декоративной накладкой или просто заштукатуривают.
Установка с использованием брусков. Из деревянной строганной доски формируются бруски нужных размеров, которые крепятся саморезами к потолку по линиям нанесенной разметки. После фальшбалку надевают на брусья и дополнительно фиксируют. Следы от шурупов скрывают под слоем краски.
Консольное крепление. На поверхности стен, четко друг напротив друга устанавливается специальная консоль, которая потом служит опорой балок.

Тип крепежа выбирается с учетом материала:

Для потолка из дерева – длинные саморезы;
Из блоков или бетона – дюбеля или анкеры.

К натяжным потолкам брусья крепятся с применением закладных деталей в виде деревянных брусьев нужной толщины. Их помещают под полотно таким образом, чтобы они едва касались стороны крепления. После сами фальшбалки фиксируются непосредственно на натяжном потолке.

Фото 3. Монтаж фальшбалок

К гипсокартонным потолкам прикрепить декоративную балку проблематично, но возможно. Нужно найти чертежи и вспомнить где точно находятся профили каркаса. Изделие фиксируется к металлическим элементам анкером через саму балку или саморезом к бруску.

Фото 4. Потолочные фальшбалки с точечными светильниками

Декоративные балки из полиуретана или мдф устанавливают так же, закрепляя непосредственно к поверхности или к каркасу из деревянного бруса.

Создание декоративных балок своими руками

Для любителей все делать своими руками есть отличная новость. Декоративные балки можно изготовить самостоятельно. Требуется лишь наличие сноровки и выдержки, и подходящих для этого дела материалов. Например, для создания фальшбалки можно воспользоваться подручным пенопластом, который наверняка найдется в гараже у каждого хозяина.

Алгоритм работы:

Пласты пенопласта толщиной примерно 4-6 см разрезать ножовкой на «брусья» нужной ширины.
Скрепить полоски вместе в П-образную балку с помощью жидких гвоздей или клея. Не забудьте про перчатки.
После полного застывания – разрезать балки по необходимой длине.
Обклеить внешнюю поверхность самоклеящейся пленкой под дерево или шпоном.
Можно предусмотреть углубление-желоб, если вы планируете что-то скрыть внутри.

Используя представленное выше руководство можно соорудить балки из обычных досок или фанеры. При желании покрыть слоем морилки или лака. Здесь уже следуйте вашим личным предпочтениям и вкусам.

Декоративные балки и стили интерьера

При выборе классического стиля потолочные балки великолепно будут смотреться с резьбой в виде причудливых викторианских узоров и виньеток, украшенные позолотой и мелкими деталями. Хорошо себя проявят и монолитные полиуретановые балки в спокойной гамме. Однотонные белые, черные, серые и коричневые балки идеально впишутся в современный лаундж стиль с элементами минимализма. Если вы фанат кантри и темы дикого запада – искусственно состаренные балки с грубоватой фактурностью превосходно впишутся в гостиную или спальню.

Фото 5. Деревянные балки

Потолочные балки волшебно подчеркнут форму и цветовую гамму комнаты, придадут геометрии и объемности. К примеру, если ваша столовая обладает формой вытянутого прямоугольника, то продольно размещенные балки визуально вытянут пространство, а поперечно монтированные, наоборот, расширят и укоротят. При перекрестном креплении они не повлияют на зрительное восприятие, а лишь оттенят центральную область.

Фото 6. Декорирование балок с помощью ремней

«Густота» расположения балок тоже играет немалую роль. Если высота потолков превышает 3 метра, то размещение конструкций на маленьком расстоянии исправит это неудобство.

Потолок будет казаться ниже, а комната компактнее. Если потолок «обделен высоким ростом», то брусья следует разместить далеко друг от друга или уложить в форме елочки. Для украшения мансарды без потолка и придания таинственного шарма, их следует крепить к стенам, чтобы балки создавали эффект шалаша.

Фото 7. Фальшбалка из сосны

Фальшбалки будут уместны при контрастном оформлении любого типа потолка: натяжного, гипсокартонного, подвесного, окрашенного или обклеенного обоями. Они удовлетворят желание выделить какую-либо область, разделить пространство или имитировать витраж. Также с их помощью можно создать искусственное окно с любимыми фотообоями, пейзажем или зеркальной панелью. Полет фантазии обеспечен.

Декоративные балки из сруба дерева используются в качестве «фундамента» и корпуса для точечной светодиодной подсветки и монтируемых светильников.

Фото 8. Балки для потолков

Что касается диапазона размеров фальшбалок, то он разнообразен: от миниатюрных (10 см в высоту) до более массивных.

Причем каждая из них найдет свое применение.

Габаритным фальшбалкам отдают предпочтение владельцы частных домов, заведений или квартир свыше 100 кв.м с высокими потолками и панорамными окнами. В таких условиях они будут наиболее уместными и подчеркнут объемность пространства. Более маленькие же подойдут квартирам стандартной планировки. Не стоит забывать о способности декоративных балок маскировать изъяны, скрывать неровности, привносить эксклюзивность в любой интерьер.

Варианты размещения балок в пространстве

Искусственные брусья выкладывают или параллельно на одинаковом расстоянии или в виде решетки. Перпендикулярные пересечения выгодно подчеркивают своды потолка на кухне или в гостиной. Балки с декоративной треугольной фальш опорой создадут иллюзию потолочных подпорок крыши, а изогнутые дуги – мягкое арочное пространство, уместное для интерьера выдержанного в стиле прованс или барокко. Все напрямую зависит от материалов, которые вы выбираете.

Полезные советы:

Цвет имеет значение. Если цветовая гамма интерьера спокойная – смело выбирайте схожие оттенки. И наоборот.
Продумайте заранее размещение осветительных элементов, чтобы избежать тусклости и мрачности.
Выбирайте декоративные балки в соответствии с габаритами помещения.
После покупки не спешите приступать к монтажу. Декоративные балки нужно оставить в помещении минимум неделю с открытыми торцами. Это необходимо для того чтобы материал адаптировался к температурным условиям и уровню влажности, и во избежание катастрофических последствий. Данное правило действительно в любое время года.
Для фиксирования отдавайте предпочтения саморезам с достаточным запасом длины.

После изучения всей информации, касающейся декоративных балок, можно смело приступать к их установке в ваш интерьер. А чтобы ускорить процесс и наверняка получить качественное оформление – доверьте процедуру монтажа опытным специалистам из компании «ЛесоБиржа».

Посмотрите, как мы можем

Часто задаваемые вопросы о климатических балках

Предлагаем вашему вниманию подробные ответы на четыре наиболее часто задаваемых вопроса по климатическим балкам FläktGroup.

1. В чем преимущество использования VAV в климатических балках?

За счет уменьшения расхода воздуха системой VAV вы можете экономить
энергию. Большую часть времени помещение в офисном здании не используется. Зачем оставлять работающей вентиляцию, когда вы покидаете помещение?

Системы с использованием климатических балок позволяют экономить энергию. Намного более эффективно транспортировать холод с помощью воды, нежели с помощью воздуха. Повышенную температуру воды на входе в климатическую балку выдает эффективный чиллер.

Два энергосберегающих фактора в одном изделии дают энергоэффективное решение и экономически выгодный монтаж.

2. Чем отличается Pi-VAV климатическая балка Fläkt Woods от VAV балок других производителей?

Климатические балки с функцией работы независимо от давления (Pi) могут сохранять комфорт и холодопроизводительность во всем диапазоне расхода воздуха. Функция Pi меняет сопла в климатической балке для того, чтобы сбалансировать расход воздуха до имеющегося давления и регулирует расход воздуха в соответствии с потребностью. Другие конкурентные решение на рынке используют клапаны перед или внутри балки, для регулирования расхода воздуха, что означает, что давление воздуха в балке меняется. При слишком низком давлении воздуха климатической балки теряется эффект Коанда и эжекция становиться слабой.

3. В чем преимущество использования климатических балок вместо излучающих панелей?

В проектах, где вам не требуется устанавливать радиаторы, решение на климатических балках является альтернативой, поскольку климатические балки могут работать и на нагрев и на охлаждение так же, как и излучающие панели. Климатическая балка с Pi-приводом может увеличить расход воздуха в зависимости от увеличения потребности в нагреве, чтобы получить лучшее смешение воздуха. С увеличением расхода воздуха в режиме нагрева снижается температура стратификации, следовательно, охлаждающая балка – это ещё и хорошая «нагревающая» балка.

У климатических балок меньше элементов и компонентов, что примерно вполовину снижает стоимость монтажа по сравнению с излучающими панелями. Для стандартной комнаты с VAV-регулированием и двумя излучающими панелями (3 х 0,6 м), необходимо устанавливать диффузоры приточного воздуха и VAV-клапаны. В случае с охлаждающими балками нужно всего лишь установить одну климатическую балку с Pi-приводом.

Климатические балки занимают меньшую площадь фальш-потолка, по сравнению с излучающими панелями.

4. В чем преимущество использования климатичеких балок по сравнению с фанкойлами?

Системы с фанкойлами за счет вентиляторов потребляют примерно в три раза больше электроэнергии, чем системы с климатическими балками.

В системах с фанкойлами вы имеете непрерывно работающий вентилятор для циркуляции воздуха. В случае монтажа в офисном помещении вентиляторы в фанкойлах потребляют в два раза больше электроэнергии, чем вентиляторы в вентустановке, и помимо этого вам также нужен свежий воздух.

Фанкойлы обычно используют воду с температурой 7-12°C, климатические балки 14-17°C. Это означает, что используемый для климатических балок чиллер будет более эффективным, поскольку расходует меньше электроэнергии.

Решение на климатических балках требует меньших трудозатрат на обслуживание, по сравнению с фанкойлами, т.к. нет электродвигателей, фильтров и конденсата.

Кран-балка: понятие, устройство, виды | ТехКранМонтаж

Кран-балка: понятие, устройство, виды

Кран-балка относится к грузоподъемному оборудованию мостового типа.

Конструктивно она состоит:

Мост – двутавровая балка.
Тельфер или таль – перемещается по мосту и транспортирует груз.
Концевые балки с ходовыми колесами.

Достаточно часто кран-балку путают с мостовым краном. Это не совсем корректно. Да, оба устройства относятся к одному типу грузоподъемных машин, но имеют характерные отличия. Кран-балка:

Компактная, занимает меньше свободного пространства.
Простая конструкция обеспечивает быстрый монтаж кран-балки, сборку, несложное техобслуживание.
Грузоподъемность ограничивается 10 т.
Отличается доступной стоимостью.

Такие характеристики обуславливают популярность кран-балок в производственных циклах, где применять более громоздкие и дорогостоящие мостовые краны экономически нецелесообразно. Они широко используются в складских помещениях, сборочных цехах, мастерских, ремонтно-сервисных центрах и т.д. В зависимости от особенности исполнения, эксплуатация кран-балки допускается в пожаро-взрывоопасных условиях, при минусовой температуре, на улице и внутри помещений. Универсальность применения делает ее одним из наиболее эффективных средств механизации разгрузочно-погрузочных работ.

Разнообразие конструктивных решений

Все кран-балки предлагаемые сегодня на рынке разделяют на три основные группы:

Опорные. Данный вид отличается тем, что концевые балки с ходовыми колесами опираются на подкрановый путь, т.е. перемещаются по нему сверху. Преимущества такой конструкции заключаются в возможности устройства независимой эстакады, неограниченной протяженности рельсового пути, способностью перемещать грузы большого тоннажа.
Подвесные. Кран-балка передвигается по двутавровым путям «цепляясь» за них снизу. При этом сами подкрановые пути крепятся к перекрытию или фермам производственного помещения. Главное преимущество данной конструкции – увеличенная рабочая зона. Благодаря отсутствию ограничений в виде подкрановых путей, тельфер, перемещаясь по мосту, может забирать груз у самой стены для транспортировки в любую точку цеха, склада, мастерской и пр.

Подвесные двухпролетные – идеальное решение для просторных помещений. Когда требуется перекрыть большую площадь, то используют двухпролетную кран-балку. Конструктивно она не отличается от стандартного аналога, за исключением увеличенной длины моста. Чтобы снизить нагрузку и избежать деформации моста в процессе работы, помимо крайних (концевых) рельсов, монтируется еще один двутавр посередине кран-балки. Он также крепится к фермам/перекрытию и служит дополнительной опорой. В результате такая конструкция способна в разы увеличить рабочую зону при минимальных капиталовложениях.

Ручная или электрическая

Кран-балка может быть с ручным или электрическим приводом. В первом случае целесообразно использовать механизм для работы, не требующей высокой скорости транспортировки груза. Такие подъемные устройства часто встречаются в автомастерских, сборочных цехах, сервисных центрах. Ручные кран-балки значительно дешевле и проще в обслуживании.

Краны с электрическим приводом рассчитаны на интенсивную эксплуатацию, позволяют перемещать тяжелые грузы. Управление осуществляется с помощью проводных пультов или посредством радиоуправления.Последний вариант наиболее удобный и безопасный. Электрические приводы устанавливаются на механизмы: подъемного устройства, перемещения самой кран-балки, тельфера.

В «ТехКранМонтаж» можно приобрести кран-балки ручные/электрические, разной грузоподъемности, опорные, подвесные (одно или двухпролетные) и заказать монтаж оборудования в производственном помещении.

Металлические балки

Вернуться в раздел «Металлические конструкции»

Стальные балки

Балка – это элемент строительной конструкции, работающий на изгиб. Применяются балки для перекрытия пролетов промышленных и гражданских зданий. Рационально использовать балки для перекрытия пролетов не более 8-12 метров, т. к. дальнейшее использование балок экономически не целесообразно и следует использовать фермы и другие стержневые конструкции.

РАСЧЕТЫ

Балки считают как изгибаемые элементы.

Расчет изгибаемых элементов

Расчет балок на момент и прогиб

ЧЕРТЕЖИ

Начинаем чертить со схемы расположения балок. Это может быть раздел КМ, КМД или АС.

СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖ: СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ БАЛОК

Чертежи балок мы будем рассматривать совместно с опорным узлом балки. Второстепенные балки опираются, как правило, на главные балки. Главные балки опираются на колонны. Опорные узлы могут быть шарнирные и жесткие.

СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ПРИМЫКАНИЕ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ К ГЛАВНОЙ БАЛКЕ.

СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ШАРНИРНЫХ УЗЛОВ ПРИМЫКАНИЯ БАЛОК К КОЛОННЕ.

СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ЖЕСТКИХ УЗЛОВ ПРИМЫКАНИЯ БАЛОК К КОЛОННЕ.

СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: БАЛОК

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Типы балок по статической схеме.

Разрезные балки – это балки, которые опираются на двух шарнирных опорах и перекрывает один пролет. Разрезные балки наиболее металлоемкие, но отличаются простотой монтажа и нечувствительностью к неравномерной осадке опор.

Неразрезные балки – это балки, которые опираются на нескольких опорах и перекрывают несколько пролетов. Неразрезные балки менее металлоемкие по сравнению с разрезными балками, но более сложные при монтаже и чувствительны к неравномерной осадке опор.

Консольные балки – это балки, которые имеют консольный участок.

Типы балок по форме сечения.

Цельные балки – это балки, выполненные из одного профиля. Как правило, используются балки двутаврового сечения.

Сварные балки – это балки, сваренные из стальных листов. Используются при больших нагрузках, когда несущей способности цельных балок недостаточно.

Составные балки – это балки, выполненные из стальных листов с поясными уголками и т.п.

Специальные балки.

В целях уменьшения металлоемкости балок больших пролетов, разработаны специальные типы балок. Металлоемкость этих балок снижается за счет металлоемкости стенки балок. К таким балкам относятся перфорированные балки и гофрированные балки.

Перфорированные балки – это балки, полученные в результате продольного разрезания двутаврового горячекатаного профиля ломаной линией с последующим сдвигом до стыка гребней и сваркой. За счет этого достигается значительное увеличение несущей способности балки. Снижение металлоемкости достигает 20-30%.

Гофрированные балки – это балки, полученные путем сварки поясов произвольного сечения и тонкой гофрированной стенкой.

При проектировании прогонов и балок могут быть полезны следующие типовые серии:

№ п/п	Номер	Наименование	Примечания
1	Серия 1.462.3-17/85	Стальные решетчатые прогоны производственных зданий пролетом 12 м с применением профилей по сокращенному сортаменту металлопроката. Чертежи КМ.	Смотреть
2	Серия 1. 462.3-22	Прогоны стальные производственных зданий.	Смотреть

Металлические балки1 | Элементсеть.

Металлические балки – это конструкции из металла в форме бруса. Они используются для строительства промышленных помещений, мостов, опор электропередач.

К металлическим балкам предъявляются повышенные требования прочности, так как они являются несущими металлоконструкциями в тяжелых сооружениях. Балки изготавливают из особо прочной углеродистой стали.

Балки в конструкциях могут располагаться горизонтально и под уклоном. Они способны выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. Горизонтальная балка опирается на стены и перекладины. Конструкции в виде фермы поддерживаются стержнями, расположенными на горизонтальной балке.

Преимущества использования металлических балок в промышленном строительстве:

Уменьшается опора на несущие фрагменты;
Безопасность к огню и химическому рпзрушению, что значительно увеличивает срок использования конструкции;
Простота в установке, экономия на затратах по монтажу, экономия времени;
Уменьшение металлоемкости сооружения за счет выбора оптимального сечения балки;
Для производства разных видов балок используются разные сорта металла.

Применяются металлические конструкции из балок в сооружениях, требующих быстрого возведения и прочности конструкци. Такие цеха, мосты, сельскохозяйственные помещения более экономичные и долговечные.

Классификация балок:

по толщине стенок и поперечных полок;
по профилю граней;
по типу изготовления;
по области применения.

Существует 5 классов маркировки – обыкновенные, широкополочные, колонные,мостовые, для перекрытий.

Наиболее часто используются балки горячей прокатки с параллельно расположенными гранями. Такие изделия производятся строго в соответствии с ГОСТом. Их длина не должна превышать 24 метра. Наименьшая длина – 6 метров.

При изготовлении по определенному чертежу – проекту балки режут и сваривают на предприятии. Готовые изделия отвечают всем запроектированным параметрам. Они безопасны и крепки. Полученную конструкцию зачищают от грязи и ржавчины, покрывают особым антикоррозийным лаком.

Выгодны с точки зрения затрат металла двутавровые балки. При строительстве их требуется немного. Это выгодно и экономично. Сварные балки дешевле изделий, изготовленных путем прокатки. Можно изготовить балки неоднородного сечения, сделать их с прорезями и отверстиями.

Сварные балки крепче и надежней прокатанных.

Металлические балки

Это изделия из стали и конструктивный элемент металлоконструкций в виде бруса, который расположен горизонтально или наклонен. Она является важным элементом металлоконструкций и к ее качеству предъявляются повышенные требования. Этот элемент преимущественно работает на изгиб, и поэтому очень часто именно от него зависит устойчивость и долговечность конструкции.

Изделия производятся из углеродистой или низкоуглеродистой стали. Конструкции такого типа в основном применяются в промышленном строительстве для сооружения перекрытий, опор, мостов.

При проектировании и строительстве зданий горизонтальные конструкции должны выдерживать вертикальные и поперечные весовые нагрузки. Балка, нагруженная ими, оказывает давление на колонны, подвесы, стены и перекладины. При конструкции в виде фермы стержни покоятся на балке, расположенной горизонтально.

Основные преимущества:

способность выдерживать большие нагрузки и при этом уменьшать их воздействие на несущие элементы;
пожаробезопасность, стойкость к воздействию химических веществ, что обуславливает долгий срок их службы;
устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды;
простота конструкции, благодаря которой производство, монтаж и обслуживание удобны и не требуют больших материальных и трудовых затрат;
возможность подобрать необходимое сечение, которое может отсутствовать среди стандартных профилей металлопроката, производимого большинством предприятий;
снижение массы и металлоемкости каркаса быстровозводимого здания из металлоконструкций за счет подборка профиля, обладающего оптимальным сечением;
технология производства металлических балок позволяет применять разные типы сортов стали для изготовления стенок и полок, а также изготовления сечений несимметричной конфигурации.

Применение технологии

Металлические балки – конструктивный элемент быстровозводимых зданий: промышленных объектов, цехов, жилых и общественных сооружений. Они применяются при строительстве мостов, дорожных объектов и эстакад, подвесных путей. При таком использовании элемент позволяет придать большую надежность всей конструкции при уменьшении веса и позволяет экономить.

Основные виды

Сооружения можно классифицировать по толщине полок и стенок, а также по конфигурации граней полок: с уклоном, без уклона, расположенные параллельно. Также балки могут быть разделены по способу производства и области применения.

По маркировке изделия разделяют на следующие классы с соответствующими обозначениями:

Б – нормальные;
К – колонные;
Ш – широкополочные;
М – мостовые;
С – специальные, для строительства перекрытий.

Одной из самых распространенных разновидностей элементов этого типа являются стальные горячекатаные балки с гранями полок, расположенных параллельно друг другу. Изготовленные балки должны строго соответствовать параметрам, изложенным в ГОСТ 26020–83. Длина таких элементов может составлять от 6 до 24 м. Конфигурация балок может быть нормальной, широкополочной или колонной.

При сборке металлоконструкций балка может занимать наклонное или горизонтальное положение, а также работать на изгиб, если необходимо, чтобы сооружение выдерживало значительные нагрузки.

При производстве используется специальное оборудование и технологии обработки металлоконструкицй: автоматические линии резки металла, сборки и сварки готовых конструкций. Благодаря этому готовые элементы в точности соответствуют всем необходимым стандартам и обладают необходимой прочностью, надежностью и безопасностью. Далее заготовки обрабатываются и очищаются от ржавчины и грязи. Делается это для того, чтобы защитить металл от коррозии и вредного воздействия окружающей среды. Кроме того, такая обработка позволяет максимально качественно нанести лакокрасочное покрытие, которое будет держаться на поверхности металла долгое время.

Наиболее экономически выгодными считаются сварные двутавровые балки (двутавры). При возведении объекта их требуется сравнительно небольшое количество. Таким образом, достигается экономия денежных средств.

Лучшее программное обеспечение ERP для управления бизнесом в ОАЭ в Дубае

Глобальный партнер ERP в странах Персидского залива и Индии

ДВИГАЙТЕСЬ БЫСТРЕЕ! ПЕРЕМЕЩЕНИЕ С БАЛКАМИ ERP . .

Мы создаем идеальные решения для вашего бизнеса
В Beams, Мы предлагаем широкий спектр отраслевых приложений для конкретных отраслей и особых потребностей бизнеса.Какой бы ни была ваша отрасль, мы предоставим экономичные, надежные и первоклассные решения для управления бизнесом, соответствующие вашим потребностям; Таким образом, мы являемся лидерами на рынках Ближнего Востока в течение многих лет.
О нас
Гибкая ERP для динамичного делового мира
В любом месте, в любое время, на любом устройстве — планируйте и контролируйте свою работу
Шаг 1. Бизнес-анализ
Мы анализируем ваш бизнес-процесс и составляем бизнес-план.
Шаг 2: Реализация
Наша система оптимизирует и автоматизирует ваши текущие процессы.
Шаг 3. Оптимизация системы
Поддержка и оптимизация с учетом вашей бизнес-модели.
Партнеры по техническим решениям для поддержки, развития и роста вашего бизнеса
Присоединяйтесь к более чем 1000 компаний, доверяющих Beams IT Solutions
Программное обеспечение ERP, разработанное полностью на месте в Дубае, ОАЭ
Повышение гибкости, гибкости и ускорения бизнес-процессов..
Создано с учетом технологий будущего
помощь в отслеживании и управлении взаимодействием
С новым инновационным fms-приложением
Полностью автоматизированная приборная панель
Упрощенное управление утилитами
опыт повседневных операций
Мы идем выше, Так что вы растете дальше! Как мы можем помочь вам расти?
Мы применяем ориентированный на клиента подход к каждому проекту с нашим передовым программным приложением ERP, построенным на объектно-ориентированной архитектуре мирового класса. Мы предлагаем инновационные продукты и специальные программы, направленные на решение уникальных бизнес-задач.
Наша цель — расширить возможности ПО ERP с широкими возможностями настройки для малых, средних и крупных предприятий, предоставляя им гибкие, выгодные и качественные услуги управления бизнес-процессами ERP на Ближнем Востоке.
Получить расценки
О компании — بـيمس آيتي سلوشنس
кто мы,
Beams IT Solutions — поставщик отраслевых ИТ-решений, разработанных отраслевыми экспертами для упрощения бизнес-процессов для предприятий любого размера..
Внедрить стандарты качества
Многофункциональные универсальные облачные ERP-системы для любого бизнеса
Как ведущая цифровая платформа в Персидском заливе, мы стремимся стать больше, чем просто производителем программного обеспечения ERP и поставщиком вспомогательных систем мирового класса; мы хотим быть партнером для наших клиентов.
Shihas CH
Менеджер по внедрению
Великую корпоративную культуру нельзя создать с помощью волшебной формулы.Все дело в том, чтобы относиться к своим сотрудникам так, как вы хотите, чтобы они относились к вам.
Имея команду опытных экспертов, мы уверены, что сможем удовлетворить потребности вашего бизнеса и успешно их реализовать.
Назимуддин Хваджа Мохаммед
Директор по развитию бизнеса
Используя цифровые решения, мы сотрудничаем с малыми и средними предприятиями для решения их проблем.Благодаря нашей самоотверженности и постоянным усилиям мы стали самым надежным поставщиком ERP без границ. Наши внимательные шаги в предоставлении лучших услуг по управлению бизнесом в ОАЭ позволили нам обслуживать более 500 клиентов в различных отраслях. Мы довольны своими достижениями и стремимся совершенствоваться с каждой разработкой и каждой услугой. Надеясь стать лучшей поддержкой на вашем пути к цифровой эволюции, Beams IT Solutions предоставит вам наилучшие услуги.
Начните использовать лучшее программное обеспечение ERP в Дубае.
Эффективная централизованная система
Итак, вы можете попрощаться с электронными таблицами и поиском по электронной почте: мы объединяем общение и работу в одном месте. Пользователь может войти в нашу программу ERP из любого места, если у него есть подключение к Интернету. Наконец-то вы можете объединить все свои бизнес-процессы, проекты и документацию под одной крышей.
Beams IT Solutions — Профиль компании Crunchbase и финансирование
Beams IT Solutions — Профиль компании Crunchbase и финансирование
Beams IT Solutions — базирующаяся в Дубае компания-разработчик программного обеспечения, занимающаяся консалтингом, разработкой, аутсорсингом программного обеспечения и веб-решениями.
Найти больше контактов для Beams IT Solutions
Менеджер, менеджер, развитие бизнеса
Менеджер Операции
Просмотрите контакты Beams IT Solutions, чтобы найти новых потенциальных клиентов и связаться с лицами, принимающими решения.
Просмотреть все контакты
Контактный адрес электронной почты [email protected]
Номер телефона 971551934752
Beams — одна из пионеров программного обеспечения ERP. Основанная в 2007 году в Дубае Мухаммедом Шахимом с четким видением: путем предоставления доступных, гибких и простых в использовании решений, чтобы стать одним из ведущих партнеров по услугам управления бизнесом в странах Персидского залива.Усилиями команды дальновидных инженеров и консультантов по программному обеспечению мы разработали Beams
ERP — специализированное ERP-решение для всех предприятий.
Слово «Beams» в нашем названии отражает наши стратегии воронки, луч оптимизирует ваши бизнес-задачи с помощью нашего гибкого программного обеспечения для управления. За последние 14 лет Professional Advantage выросла до команды из 25 сотрудников в двух офисах. За последние 10 лет мы работали с более чем 1000 клиентов и реализовали более 500 проектов.В 2019 году Beams также расширила свои услуги в Индии. Мы выросли органически и расширились по всему миру. Нет инвесторов, только наш успех. Мы олицетворяем классический успех среднего бизнеса, основанный на творчестве нашей мотивированной команды.
Подробнее
Выберите подходящее решение Crunchbase
Условия использования | Политика конфиденциальности | Карта сайта | © 2021 Crunchbase Inc. Все права защищены. (0.1.12400 579)
Расположение штаб-квартиры
Количество сотрудников
Статус IPO
Веб-сайт
Рейтинг CB (Компания)
Общее количество контактов Crunchbase, связанных с этой организацией
Premium Feature
Описательное ключевое слово для организации (е.грамм. SaaS, Android, облачные вычисления, медицинское устройство)
Где находится штаб-квартира организации (например, район залива Сан-Франциско, Кремниевая долина)
Дата основания организации
Операционный статус организации, например Активное, закрытое
Альтернативное или предыдущее название организации
Юридическое название организации
Независимо от того, является ли организация коммерческой или некоммерческой
Общий контактный адрес электронной почты организации
Общий номер телефона организации
Нелинейный ответ консольных балок
Абстракция
Нелинейные неплоские установившиеся отклики консольных балок на прямые и параметрические гармонические возбуждения исследуются с использованием методов возмущений. Изучены модальные взаимодействия между изгибно-изгибающим и изгибно-изгибно-скручивающим движениями. Используя вариационную формулировку, мы получили основные уравнения движения и связанные с ними граничные условия для моноклинных составных и изотропных металлических нерастяжимых балок. Метод множественных масштабов применяется либо к управляющей системе уравнений и связанных граничных условиях, либо к лагранжиану и члену виртуальной работы для определения уравнений модуляции, которые управляют медленной динамикой откликов.Показано, что эти уравнения демонстрируют свойства симметрии, отражающие консервативный характер балок в отсутствие демпфирования. Обычно сначала дискретизируют дифференциальные уравнения движения в частных производных, а затем применяют метод возмущений к полученным обыкновенным дифференциальным уравнениям для определения уравнений модуляции. Показано, что такой подход приводит к ошибочным результатам из-за наличия как квадратичной, так и кубической нелинейностей в системе управления изгибно-изгибно-закручивающими колебаниями балок. Кроме того, в результирующих уравнениях теряется симметрия. Нетривиальные неподвижные точки уравнений модуляции соответствуют, как правило, периодическим откликам лучей, тогда как решения уравнений модуляции с предельным циклом соответствуют апериодическим откликам лучей. Схема псевдо-длины дуги используется для определения неподвижных точек и их устойчивости. В некоторых случаях обнаруживается, что они претерпевают бифуркации Хопфа, которые приводят к предельным циклам. Комбинация долговременного интегрирования, двухточечной схемы продолжения по краям и теории Флоке используется для детального определения ветвей периодических и хаотических решений и оценки их устойчивости.Предельные циклы претерпевают бифуркации нарушения симметрии, циклической кратности и удвоения периода. Хаотические аттракторы претерпевают слияния аттракторов и граничные кризисы, а также взрывные бифуркации. В некоторых случаях определяется, что реакция луча на высокочастотное возбуждение не обязательно является высокочастотным колебанием с низкой амплитудой. Фактически, низкочастотные и высокоамплитудные компоненты, которые доминируют в ответах, могут быть активированы резонансными и нерезонансными механизмами. В таких случаях общие колебания балки могут быть значительно большими, и ими нельзя пренебрегать.
Eiffel 101: 4 совета по покупке стальных балок
При покупке стальной балки важно оценить стоимость как новых, так и бывших в употреблении опций, принять во внимание фрахтовые ставки и рассмотреть сроки реализации вашего проекта.
Новая стальная балка — это балка, которая продается напрямую от производителя потребителю. И наоборот, стальная балка, бывшая в употреблении, поступает не напрямую от производителя, а с стройплощадки или другого места, где она использовалась ранее. Хотя использованная сталь может иметь признаки износа, она также может быть совершенно новой или как новая.
Если вы хотите купить стальную балку, рекомендуется установить цену как на новые, так и на бывшие в употреблении. Хотя многие строители автоматически выбирают новую стальную балку, бывшая в употреблении стальная балка часто оказывается жизнеспособным и экономичным выбором. В Eiffel Trading мы предлагаем как новые, так и подержанные товары. Наши менеджеры по работе с клиентами могут оценить как новые, так и бывшие в употреблении варианты, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий для вашего проекта!
Eiffel Trading сотрудничает с фрахтовыми брокерами, чтобы предложить нашим клиентам наиболее эффективные перевозки по конкурентоспособной цене! Чтобы получить наиболее точную цену, свяжитесь с менеджерами по работе с клиентами Eiffel Trading, чтобы запросить бесплатную смету фрахта.
Перед покупкой стальных балок важно продумать сроки, как для проекта, так и для производства балки. При покупке новой балки необходимо учитывать время изготовления. Аналогичным образом, для использованной балки необходимо учитывать время погрузки и транспортировки. В обоих сценариях покупка стальной балки слишком рано или слишком поздно может привести к ненужным хлопотам и расходам.
Не уверены, какой вариант стальной балки подходит для вашего проекта? Хотите убедиться, что выбираете стальные балки, соответствующие вашим потребностям и бюджету? Eiffel Trading предлагает широкий выбор как новых, так и бывших в употреблении стальных балок по конкурентоспособным ценам. Свяжитесь с нами сегодня, и мы поможем вам выбрать стальную балку, которая подходит именно вам.
Стальные балки продаются в широком ассортименте размеров полок и двутавровых свай. В таблице ниже показаны многие из наиболее распространенных размеров:
W8: W8x18, W8x21, W8x24, W8x28, W8x31, W8x35, W8x40, W8x48, W8x58, W8x67
W10: W10x22, W10x26, W10x30, W10x33, W10x39, W10x45, W10x49, W10x54, W10x60, W10x68, W10x77, W10x88, W10x100, W10x112
W12: W12x26, W12x30, W12x35, W12x40, W12x45, W12x50, W12x53, W12x58, W12x65, W12x72, W12x79, W12x87, W12x96, W12x106, W26x120, W12x136, W12x1000, W12x270, W12x215
W14: W14x22, W14x26, W14x30, W14x34, W14x38, W14x43, W14x48, W14x53, W14x61, W14x68, W14x74, W14x82, W14x90, W14x99, W14x109, W14x11420, W14x14x132, W14x14x132, W14x11532, W14x145 , W14x257, W14x283
W16: W16x26, W16x31, W16x36, W16x40, W16x45, W16x50, W16x57, W16x67, W16x77, W16x89, W16x100
W18: W18x35, W18x40, W18x46, W18x50, W18x55, W18x60, W18x65, W18x71, W18x76, W18x86, W18x97, W18x106, W18x119, W18x130, W18x143, W18x2115, W18x2000, W18x2000, W18x2000, W18x2000, W18x2000, W18x2000, W18x2000
W21: W21x44, W21x50, W21x57, W21x58, W21x55, W21x62, W21x68, W21x73, W21x83, W21x93, W21x101, W21x111, W21x122, W21x132, W21x147, W21x182x166, W21x21x21x21
W24: W24x55, W24x62, W24x68, W24x76, W24x84, W24x94, W24x103, W24x204, W24x117, W24x131, W24x146, W24x162, W24x176, W24x192, W24x207 9000, W24x
W27: W27x84, W27x94, W27x102, W27x114, W27x129, W27x146, W27x161, W27x178, W27x194
W30: W30x90, W30x99, W30x108, W30x116, W30x124, W30x132, W30x148
W33: W33x118, W33x130, W33x141, W33x152, W33x169
W36: W36x135, W36x150, W36x160, W36x170, W36x182, W36x194, W36x210, W36x232, W36x256
HP8: HP8x36
HP10: HP10x42, HP10x57
HP12: HP12x53, HP12x63, HP12x74, HP12x84, HP12x89, HP12x102, HP12x117
HP14: HP14x73, HP14x89, HP14x102, HP14x117
HP16: HP16x88, HP16x101, HP16x121, HP16x141, HP16x162, HP16x183
Все новые стальные балки, продаваемые Eiffel Trading, плавятся и производятся в США. S. для соответствия стандартам Buy America.
Eiffel Trading — это онлайн-торговая площадка, посвященная тяжелым гражданским материалам и оборудованию. Новая и бывшая в употреблении сталь — наш хлеб с маслом; Мы предлагаем широкий выбор широкополочных балок , двутавровых балок , стальных шпунтовых свай и многое другое. Кроме того, мы также предлагаем широкий спектр оборудования, включая секционные баржи , фундаментное оборудование и многое другое.
Готовы продать подержанную тяжелую технику или строительные материалы? Разместите свои продукты сегодня бесплатно на онлайн-рынке Eiffel Trading.
Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, позвоните нам по телефону 1-800-541-7998 или по электронной почте [email protected] .
Гражданская оборона. Перед вами переносная электрическая пила для резки полов и тяжелых балок. Это часть оборудования грузовика службы экстренной помощи Нью-Йорка, который был показан в октябре на выставке гражданской обороны в Мэдисон-Сквер-Гарден Департаментом полиции Нью-Йорка. Эту пилу, которая работает от постоянного тока 110 В, вырабатываемого грузовиком, можно использовать на расстоянии 2000 футов от грузовика
.
Черно-белые негативы, содержащиеся в Управлении безопасности фермы / Бюро военной информации Библиотеки Конгресса, находятся в открытом доступе и могут свободно использоваться и повторно использоваться.
Кредитная линия: Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий, Управление безопасности фермы / Управление военной информации, черно-белые негативы.
Для получения информации о воспроизведении, публикации и цитировании материалов из этой коллекции, а также о доступе к оригинальным материалам см .: Управление безопасности фермерских хозяйств США / Управление военной информации. Черно-белые фотографии — информация о правах и ограничениях.
Подробнее об авторских правах и других ограничениях
Чтобы получить рекомендации по составлению полных цитат, обратитесь к цитированию первичных источников.
Консультации по правам : Видеть Страница информации о правах и ограничениях
Номер репродукции : LC-USE6-D-001449 (ч / б пленка негр.)
Телефонный номер : LC-USE6- D-001449 [P&P] LOT 1879 (соответствующий фотопринт)
Консультации по доступу : —
Получение копий
Если изображение отображается, вы можете скачать его самостоятельно.(Некоторые изображения отображаются только в виде эскизов за пределами Библиотеке Конгресса США из-за соображений прав человека, но у вас есть доступ к изображениям большего размера на сайт.)
Кроме того, вы можете приобрести копии различных типов через Услуги копирования Библиотеки Конгресса.
Если отображается цифровое изображение: Качество цифрового изображения частично зависит от того, был ли он сделан из оригинала или промежуточного звена, такого как копия негатива или прозрачность.Если вышеприведенное поле «Номер воспроизведения» включает номер воспроизведения, который начинается с LC-DIG …, то есть цифровое изображение, сделанное прямо с оригинала и имеет достаточное разрешение для большинства публикационных целей.
Если есть информация, указанная в поле «Номер репродукции» выше: Вы можете использовать номер репродукции, чтобы купить копию в Duplication Services. Это будет составлен из источника, указанного в скобках после номера.
Если указаны только черно-белые («черно-белые») источники, и вы хотите, чтобы копия показывала цвет или оттенок (при условии, что они есть на оригинале), обычно вы можете приобрести качественную копию оригинал в цвете, указав номер телефона, указанный выше, и включив каталог запись («Об этом элементе») с вашим запросом.
Если в поле «Номер репродукции» выше нет информации: Как правило, вы можете приобрести качественную копию через Службу тиражирования.Укажите номер телефона перечисленных выше, и включите запись каталога («Об этом элементе») в свой запрос.
Прайс-листы, контактная информация и формы заказа доступны на Веб-сайт службы дублирования.
Доступ к оригиналам
Выполните следующие действия, чтобы определить, нужно ли вам заполнять квитанцию о звонках в Распечатках. и Читальный зал фотографий для просмотра оригинала (ов). В некоторых случаях суррогат (замещающее изображение) доступны, часто в виде цифрового изображения, копии или микрофильма.
Товар оцифрован? (Миниатюрное (маленькое) изображение будет видно слева.)
Да, товар оцифрован. Пожалуйста, используйте цифровое изображение вместо того, чтобы запрашивать оригинал. Все изображения могут быть просматривать в большом размере, когда вы находитесь в любом читальном зале Библиотеки Конгресса. В некоторых случаях доступны только эскизы (маленькие) изображения, когда вы находитесь за пределами библиотеки Конгресс, потому что права на товар ограничены или права на него не оценивались. ограничения.
В качестве меры по сохранности мы обычно не обслуживаем оригинальный товар, когда цифровое изображение доступен. Если у вас есть веская причина посмотреть оригинал, проконсультируйтесь со ссылкой библиотекарь. (Иногда оригинал слишком хрупкий, чтобы его можно было использовать. Например, стекло и пленочные фотографические негативы особенно подвержены повреждению. Их также легче увидеть в Интернете, где они представлены в виде положительных изображений.)
Нет, товар не оцифрован. Пожалуйста, перейдите к # 2.
Указывают ли указанные выше поля Консультативного совета по доступу или Номер вызова, что существует нецифровой суррогат, типа микрофильмов или копий?
Да, существует еще один суррогат. Справочный персонал может направить вас к этому суррогат.
Нет, другого суррогата не существует. Перейдите к # 3.
Если вы не видите миниатюру или ссылку на другого суррогата, заполните бланк звонка. Читальный зал эстампов и фотографий. Во многих случаях оригиналы могут быть доставлены в течение нескольких минут. Другие материалы требуют записи на более позднее в тот же день или в будущем. Справочный персонал может посоветуют вам как заполнить квитанцию о звонках, так и когда товар может быть подан.
Чтобы связаться со справочным персоналом в Зале эстампов и фотографий, воспользуйтесь нашей Спросите библиотекаря или позвоните в читальный зал с 8:30 до 5:00 по телефону 202-707-6394 и нажмите 3.
ионных пучков из плазмы: от космоса к нанотехнологиям
Пучки ионов, полученные из плазмы, произвели революцию во многих областях физики и приложений. Одной из ключевых областей в последние несколько десятилетий была обработка полупроводников для изготовления интегральных схем, где направленные ионные пучки, полученные из плазмы, помогли в травлении микронных и субмикронных элементов…
Пучки ионов, полученные из плазмы, произвели революцию во многих областях физики и приложений. Одной из ключевых областей в последние несколько десятилетий была обработка полупроводников для изготовления интегральных схем, где направленные ионные пучки, полученные из плазмы, помогли в травлении микронных и субмикрометровых деталей с высокими пропорциями. Плазменное ионно-лучевое травление является движущей силой полупроводниковой промышленности.Исторически сложилось так, что ионные пучки, полученные из плазмы электронного циклотронного резонанса, были чрезвычайно полезны в основных исследованиях ядерной физики и преобладали в большинстве лабораторий ядерной физики по всему миру, где интенсивные многозарядные ионы были ускорены до высоких энергий и используются как в традиционной ядерной физике. эксперименты в качестве снарядов и для создания пучков радиоактивных ионов. Ускоренные пучки после прохождения через циклотрон уже много лет применяются в медицине для лечения рака.В последние одно или два десятилетия еще одной областью, которая привлекла значительное внимание, является технология космических двигателей, использующая ионные пучки из источников плазмы. Разнообразные плазменные двигатели для электрических двигателей космических кораблей были разработаны с целью уменьшения полезной нагрузки ракеты за счет отказа от использования твердого и жидкого ракетного топлива и с целью облегчения футуристических межпланетных путешествий на большие расстояния. Есть несколько других новых областей, в которых ионные пучки из плазмы играют решающую роль в расширении границ исследований.Одной из таких областей является наномикроструктурирование на основе сфокусированного ионного пучка (FIB). Обычные системы ФИП на основе жидких металлов полагаются на галлий в качестве источника ионов, который является жидким металлом при комнатной температуре. Источники ФИП на основе Ga страдают проблемами поверхностного загрязнения. Кроме того, из-за меньшего тока они требуют огромного времени измельчения даже для измельчения небольшого объема. Чтобы удовлетворить потребности новых областей исследований, таких как обработка биоматериалов и микрогидравлические приложения, где требуется высокая производительность в промышленности, предпринимаются усилия по разработке источников сфокусированного ионного пучка из газовой плазмы инертных газов, которые могут быть неактивными. — токсичен, поэтому подходит для биоматериалов.Кроме того, они предоставят возможность быстрой обработки благодаря более высоким токам без металлического загрязнения. В последние годы другой целевой областью, в которой наблюдается широкая активность, являются ионные пучки на основе низкоэнергетической плазмы для модификации поверхности материалов и добавления к ним большей функциональности. Пучки ионов низкой энергии применялись для создания атомно-неоднородных систем, в которых ионы входят в решетку основы и ограничиваются несколькими подповерхностными слоями, тем самым создавая неоднородность на атомном уровне.Они изменяют поверхностные (смачиваемость), электрические и оптические свойства материалов. Было обнаружено, что от локализованной подповерхностной имплантации в микронном масштабе до облучения большой площади ливневыми ионными пучками можно реализовать широко настраиваемые свойства материала.
С приведенным выше обзором темы исследования потенциальные авторы могут представить высококачественные исследовательские работы в экспериментальной, теоретической и вычислительной областях или их комбинации, так что это относится к широкой теме исследования ионных пучков из плазмы и их приложения из космоса в нанотехнологии.Объем не может быть ограничен только вышеупомянутыми темами, если представленная статья попадает в объем заголовка. Мы приветствуем отправку оригинальных исследований, обзоров, кратких отчетов об исследованиях и перспективных статей. Более подробную информацию о типах статей можно найти в руководстве для авторов.
Ключевые слова : плазменные оболочки, экстракция, ускорение и фокусировка, ток и напряжение пучка, взаимодействие ионов с веществом, космическое движение
Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.
Сдвиг лучей при нормальном падении посредством управления геометрическими фазами импульсного пространства
Основной принцип
Для параксиального светового луча его поведение в свободном пространстве может быть описано его пространственным положением и направлением распространения. Рассматривая поперечную плоскость поляризованного светового луча, спроецированное направление распространения на плоскость соответствует математическому ожиданию 〈 P 〉 оператора импульса в плоскости \ (\ hat {{{{{{{{{\ bf {p }}}}}}}}} \), а положение луча на плоскости соответствует математическому ожиданию 〈 R 〉 оператора координат в плоскости \ (\ hat {{{{{{{{\ bf {р}}}}}}}}}\).В большинстве случаев эти два математических ожидания могут быть изучены в представлениях реального и импульсного пространства. {2}} \).
Учитывая определение оператора координат в плоскости \ (\ hat {{{{{{{{{{\ bf {r}}}}}}}}}) и оператора импульса \ (\ hat {{{{ {{{{\ bf {p}}}}}}}}} \) и их математических ожиданий, которые подробно описаны в дополнительном примечании 1, мы можем получить выражения для 〈 R 〉 и 〈 P 〉 с указанные выше выражения полей,
$$ \ langle {{{{{{{{\ bf {P}}}}}}}} \ rangle = \ left \ langle \ frac {\ partial \ varphi ({{{{{ {{{\ boldsymbol {r}}}}}}}} _ {\ parallel})} {\ partial {{{{{{{{\ boldsymbol {r}}}}}}}}} _ {\ parallel}} \ right \ rangle, \\ \ langle {{{{{{{{\ bf {R}}}}}}}} \ rangle = — \ left \ langle \ frac {\ partial (\ phi ({{ {{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}}} _ {\ parallel}) + {k} _ {{{{{{{\ rm {z}}}}}}}} ({{ {{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}} _ {\ parallel}) z)} {\ partial {{{{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}} }} _ {\ parallel}} \ right \ rangle \\ = {{{{{{{{{\ bf {R}}}}}}}}} _ {{{{{{{{\ rm {c}) }}}}}}}} — \ left \ langle \ frac {\ partial \ phi ({{{{{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}}} _ {\ parallel})} { \ partial {{{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}}}} _ {\ parallel}} \ right \ rang le, $$
(2)
, где R _c — независимая от ϕ константа.Как пара взаимных пространств, световые поля реального и импульсного пространства тесно коррелированы. Следовательно, \ (<{{{{{{{\ bf {R}}}}}}}}}> \) и \ (<{{{{{{{\ bf {P}}}}}}}}} > \) могут модулироваться фазовыми распределениями в соответствующем обратном пространстве. Модуляции φ в реальном пространстве вызовут изменения на \ (<{{{{{{{{\ bf {P}}}}}}}}> \), изменив направление распространения. На основе этого принципа аномальное отражение и преломление световых лучей метаповерхностями можно понимать как эффекты модулированных фазовых градиентов в реальном пространстве ³¹.Точно так же, если мы можем модулировать распределение фазы ϕ в импульсном пространстве, модуляция на \ (<{{{{{{{\ bf {R}}}}}}}}}> \) светового луча могут быть реализованы, т. е. световые лучи могут перемещаться в реальном пространстве. Как схематично показано на фиг. 1a, если градиент фазы вводится в серию плоских волн, составляющих луч, результирующий новый луч будет сдвигаться в соответствии с градиентом фазы в направлении уменьшения дополнительной фазы. Рассматривая механизм, можно развернуть пространственные модуляторы света в плоскостях Фурье классических оптических трактов для искусственного сдвига лучей.Обычные сдвиги светового пучка, такие как хорошо известные сдвиги G – H и I – F, можно отнести к градиентам фазы импульсного пространства, вызванным процессами отражения или преломления на границах раздела.
Рис. 1: Концепция реализации зависящих от поляризации боковых смещений нормально падающих гауссовых лучей через пластины фотонного кристалла (PhC).
a Схематическое изображение сдвига луча, вызванного градиентом фазы импульсного пространства. Луч можно рассматривать как суперпозицию плоских волн.Когда к плоским волнам в импульсном пространстве вводится дополнительный фазовый градиент, луч будет смещен в реальном пространстве в направлении, противоположном градиенту. b Иллюстрации прикладной конструкции плиты PhC, которая не имеет симметрии инверсии в плоскости (верхняя панель), соответствующая структура собственных состояний поляризации вблизи центра импульсного пространства (средняя панель) и геометрическое фазовое распределение, представленное пластина PhC вдоль направления k _x с \ (\ left | -45 \ right \ rangle \) — поляризованным падающим пучком (нижняя панель). c Схематическое изображение бокового смещения, реализованного спроектированной плитой PhC. \ (\ Left | -45 \ right \ rangle \) поляризованный луч обычно светится, и после процесса рассеяния рассеянное поле можно рассматривать как четыре рассеянных луча: прямо передающий и отражающий лучи и кросс-поляризационный преобразованный. передающие и отражающие лучи. Лучи с преобразованием кросс-поляризации будут смещены в направлении, противоположном градиенту фазы импульсного пространства.
Среди обычных сдвигов пучка I – F-сдвиги представляют собой зависящие от поляризации боковые сдвиги, которые, как известно, являются результатом геометрических фазовых градиентов ^8,9,10,11.Лучи с двумя определенными ортогональными поляризациями будут иметь противоположные градиенты фазы, что приведет к противоположным направлениям смещения. Ограниченные свойствами материала интерфейса, I – F-сдвиги чрезвычайно малы. Чтобы увеличить и контролировать зависящие от поляризации сдвиги луча, одним из способов является проектирование геометрических фазовых градиентов в импульсном пространстве путем реализации нанофотонных структур. Плиты PhC, которые имеют настраиваемые радиационные моды, составляющие состояния фотонных зон ^{32,33,34,35,36}, являются идеальными платформами для выполнения модуляции света в импульсном пространстве ^37,38,39,40.Для плиты PhC ее излучательные резонансные моды с разными волновыми векторами в плоскости внутри светового конуса могут взаимодействовать с плоскими волнами в свободном пространстве из-за взаимности. Хотя моды имеют разные длины собственных волн, их характер утечки приводит к конечному времени жизни и, следовательно, конечной ширине пиков как длины волны, так и волнового вектора в плоскости. В результате монохроматический пучок конечных размеров, состоящий из серии плоских волн, может возбуждать резонансные моды, которые покрывают область в импульсном пространстве, даже при несовпадении длин волн.Благодаря связи компоненты падающего луча с определенными состояниями поляризации будут частично преобразованы в компоненты с ортогональными состояниями поляризации. Зависящие от волнового вектора геометрические изменения фазы (фаза Панчаратнама – Берри или P – B ^41,42) будут индуцироваться кросс-поляризованными исходящими компонентами в процессе преобразования в дополнение к вызванным резонансом фазовым изменениям. Если мы дополнительно зафиксируем состояние поляризации падающего луча и анализируемое состояние поляризации выходящего луча как ортогональные, относительные значения фазовых изменений P – B будут определяться промежуточными собственными состояниями поляризации взаимодействующих резонансов.Можно видеть, что пространственное импульсное распределение собственных состояний поляризации вводит соответствующее геометрическое фазовое распределение в пучок с конкретным процессом поляризационно-анализа ^38,39,40. Управляя состояниями поляризации падающего и анализируемого пучка и выбирая хорошо структурированную пластину PhC, мы можем спроектировать фазовое распределение в импульсном пространстве, испытываемое анализируемым пучком, и его градиент.
Здесь мы показываем одну конкретную конструкцию плиты PhC для выполнения фазового проектирования в импульсном пространстве и реализации больших поперечных смещений нормально падающих гауссовых лучей.Это отдельно стоящая пластина из нитрида кремния (Si ₃ N ₄) PhC с вытравленной квадратной решеткой из отверстий равнобедренного треугольника, как показано на верхней панели рис. 1b. Симметрия спроектирована так, что симметрия инверсии в плоскости нарушается, и сохраняется только одна ось зеркала в плоскости. Соответственно, радиационные резонансные моды вблизи центра своей зоны Бриллюэна будут иметь зеркально-симметричную поляризационную структуру, в которой будет происходить переход от состояния с левой круговой поляризацией (LCP) к состоянию с правой круговой поляризацией (RCP) вдоль направление, перпендикулярное оси зеркала, как схематично показано на средней панели рис.1b.
Воспользовавшись разработанной структурой поляризации, которую мы показали, мы здесь выбираем два состояния линейной поляризации, для которых нормированные вторые параметры Стокса S ₂ / S ₀ равны ± 1, а не обычно выбираемая круговая поляризация. состояний, чтобы быть фиксированной падающей и анализирующей поляризацией. Мы помечаем эти два линейных состояния поляризации как ‘ket’s \ (\ left | +45 \ right \ rangle \) и \ (\ left | -45 \ right \ rangle \), в то время как соответствующие проанализированные состояния поляризации являются’ bras \ ( \ left \ langle +45 \ right | \) и \ (\ left \ langle -45 \ right | \) для упрощения обозначений.{i {{\ Delta}} {\ phi} _ {\ left | \ pm 45 \ right \ rangle}}, \\ {{\ Delta}} {\ phi} _ {\ left | \ pm 45 \ right \ rangle} = \ mp \ left [\ arg ({{{{{S}}}}} _ {3} + i {{{{{S}}}}} _ {1}) — \ frac {\ pi } {2} \ right]. $$
(3)
Здесь S ₀, S ₁ и S ₃ — нулевой, первый и третий параметры Стокса состояния поляризации резонансной моды, которые равны k _∥ -зависимые. t _{a, b} — независимые от падения константы, содержащие резонансный эффект. Понятно, что различия в наведенной геометрической фазе \ ({{\ Delta}} {\ phi} _ {\ left | \ pm 45 \ right \ rangle} \) плоской волны с удельным k _∥ зависит только от двух параметров Стокса S ₁ и S ₃ собственных состояний поляризации резонансной моды PhC, которая изменяется в импульсном пространстве. Из приведенного выше уравнения видно, что профиль поляризационного поля на рис.1b дает распределение фазы P – B, в котором чистый фазовый градиент \ (\ left \ langle \ frac {\ partial \ phi ({{{{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}}}} _ {\ parallel})} {\ partial {{{{{{{{\ boldsymbol {k}}}}}}}}} _ {\ parallel}} \ right \ rangle \) в k _{x Направление} может быть получено, как показано на нижней панели рис. 1b. Как объясняется формулой. (2), этот спроектированный градиент фазы может вызвать сдвиг анализируемого луча в реальном пространстве. Например, нормально падающий луч \ (\ left | \ pm 45 \ right \ rangle \) будет иметь отрицательный (положительный) сдвиг в направлении x после соединения с спроектированной плитой и анализа с помощью \ (\ left \ langle \ mp 45 \ right | \) поляризатора, как показано на рис.1c.
Следует отметить, что смещение может происходить даже без выбора определенной выходной поляризации. В этом случае смещение будет уменьшено, поскольку переданный луч представляет собой смесь как смещенного кросс-поляризованного луча, так и несмещенного ко-поляризованного луча без геометрического градиента фазы в пространстве импульсов.
Результаты моделирования и обсуждение
Чтобы экспериментально продемонстрировать описанный выше подход к реализации боковых смещений, мы масштабировали нашу конструкцию отдельно стоящей плиты PhC для работы в ближнем инфракрасном диапазоне.Толщина t пластины выбрана равной 100 нм, а период вытравленной матрицы равен a = 660 нм. Высота h и длина базовой линии w вытравленных равнобедренных треугольников равны ( h = w = 550 нм). Все параметры здесь свободно выбираются только с учетом простоты изготовления, и изменения не повлияют на возникновение сдвигов луча. На рис. 2а показана рассчитанная TE-подобная полоса структуры вдоль направлений Γ-X и Γ-X ‘( k _y = 0 и k _x = 0 соответственно), где TE означает поперечный электрический.Собственные состояния поляризации в дальней зоне излучательных мод на второй TE-подобной полосе (TE ₂) показаны в форме эллипсов поляризации на рис. 2b. Красные (синие) эллипсы соответствуют состояниям правой (левой) поляризации, и мы отметили точки с круговой поляризацией соответственно соответствующими цветными точками. Видно, что поляризационная структура и нормированные третьи параметры Стокса ( S ₃/ S ₀) зеркально антисимметричны, а большие оси эллипсов поляризации в основном горизонтальны.Другими словами, нормализованный третий параметр Стокса собственных состояний поляризации изменится с отрицательного на положительный в направлении k _x, проходящем через линейно поляризованную линию ( S ₃/ S ₀ = 0 ), в то время как нормализованный второй параметр Стокса ( S ₂/ S ₀), как мы и ожидали, держится около нуля. Это распределение поляризации — это то, что нам нужно, чтобы вызвать в пучке геометрические градиенты фазы в импульсном пространстве.
Рис. 2: Результаты моделирования плиты PhC, примененной для реализации боковых сдвигов, зависящих от поляризации.
a Смоделированная поперечно-электрическая (TE-подобная) зонная структура вдоль направлений Γ-X и Γ-X ‘. Полоса, на которой мы фокусируемся, является второй полосой типа TE (TE ₂), отмеченной сплошной линией. Мы применяем эту полосу для реализации бокового сдвига нормально падающего гауссова луча, в котором мы принимаем 820 нм в качестве рабочей длины волны, отмеченной оранжевой пунктирной линией. b Моделируемая структура собственных состояний поляризации полосы TE ₂ в окрестности точки Γ.Красный (синий) цвет соответствует собственным состояниям правой (левой) поляризации. Красные (синие) точки соответствуют правой (левой) круговой поляризованной точке. c Смоделированная зависящая от волнового вектора эффективность кросс-поляризованного преобразования между состояниями поляризации \ (\ left | \ pm 45 \ right \ rangle \) для проходящего света на длине волны 820 нм. d Моделирование фазового распределения, зависящего от волнового вектора, индуцированного преобразованием \ (\ left | \ pm 45 \ right \ rangle \) в \ (\ left | \ mp 45 \ right \ rangle \) на длине волны 820 нм.Верхний график: \ (\ left | +45 \ right \ rangle \) заболеваемость и \ (\ left \ langle -45 \ right | \) анализ; нижний график: \ (\ left | -45 \ right \ rangle \) заболеваемость и \ (\ left \ langle +45 \ right | \) анализ. и Вид сверху ( z = -1,5 мкм) и поперечное сечение ( y = 0 мкм) реализованных боковых сдвигов на длине волны 820 нм путем моделирования. Нормально падающий гауссов пучок имеет центр ( x = 0, y = 0). Только исходящие лучи с преобразованными состояниями поляризации показаны путем применения анализирующих матриц Джонса \ (\ left \ langle \ mp 45 \ right | \) к моделированным полям.Цветовая карта нормализована в соответствии с максимальной интенсивностью луча, благодаря чему цвет поля внутри плиты, усиленный управляемыми резонансами, становится насыщенным. Для ясности отметим положения максимумов смещенных лучей вместо центроидов. Порядок построения такой же, как у d .
Как показано на рис. 2c, мы получили k _∥ -зависимую карту эффективности кросс-поляризованного преобразования между двумя состояниями ортогональной линейной поляризации (\ (\ left | +45 \ right \ rangle \) и \ (\ left | -45 \ right \ rangle \)) на длине волны 820 нм, которая определяет угол расходимости, который мы принимаем для падающего луча.Затем вычисляются вызванные PhC-пластиной разности фаз в импульсном пространстве, как показано на рис. 2d. Можно обнаружить, что для каждого случая, когда поляризация \ (\ left | \ pm 45 \ right \ rangle \) преобразуется в \ (\ left | \ mp 45 \ right \ rangle \), индуцированная геометрическая фаза имеет тенденцию к уменьшается в направлении увеличения S ₃/ S ₀, что согласуется с уравнением. (3). Кроме того, фазовое распределение в импульсном пространстве зависит от поляризации: когда мы меняем поляризатор и анализатор, фазовое распределение будет зеркальным.Принимая во внимание введенный нами основной принцип, может быть реализован боковой сдвиг луча, зависящий от поляризации. Обратите внимание, что можно наблюдать фазовые искажения на каждой из рассчитанных фазовых карт. Эти фазовые искажения вызваны динамическими фазовыми сдвигами, вызванными резонансами, которые являются зеркально-симметричными относительно оси k _y. Сдвиг луча в направлении x нормально падающих лучей должен быть результатом только геометрического фазового распределения из-за зеркальной симметрии.См. Дополнительное примечание 2 и примечание 5 для подробного обсуждения резонансных фаз.
Нормально освещенные боковые сдвиги, реализуемые пластиной PhC, затем подтверждаются моделированием на образце конечного размера, состоящем из 120 × 120 элементарных ячеек. Гауссов луч с длиной волны 820 нм обычно светится в центр ( x = y = 0) образца. Угол расходимости пучка выбран равным примерно 2,5 градуса, охватывая область с высокой эффективностью преобразования в импульсном пространстве, как показано на рис.2c. Здесь, на рис. 2e, мы строим виды сверху в плоскости x — y вместе с видами сечения моделируемых световых полей x = 0. Обратите внимание, что поля уже проанализированы кросс-поляризацией, так что только исходящий луч, преобразованный резонансами, может быть виден для просмотра сдвигов луча, а поля без анализа включены в дополнительное примечание 6 для сравнения. Около 43% падающей мощности напрямую передается через плиту, 23% падающей мощности напрямую отражается, 3% теряется из-за конечного размера образца и около 15% (15%) падающей мощности преобразуется в прошедший (отраженный) кросс-поляризованный пучок.Можно непосредственно наблюдать, что преобразованный пучок смещен влево ( x _пик ~ −4,6 мкм) в случае \ (\ left | +45 \ right \ rangle \) — поляризованного падающего пучка, и в правый ( x _пик ~ 4,6 мкм) в другом случае (\ (\ left | -45 \ right \ rangle \) — поляризованный). Результаты хорошо согласуются с нашим теоретическим предсказанием о том, что луч будет смещаться в направлении уменьшения фазы, которое контролируется поляризацией луча. Расчетный сдвиг луча для каждого случая составляет ~ 6 раз больше длины волны, и он близок к радиусу перетяжки луча (~ 6 микрон).Поскольку сдвиги луча достаточно велики, они хорошо заметны и поэтому желательны для применения.
Кроме того, применяемая структура поляризации настраивается путем изменения геометрии отверстий ³³, что позволяет нам настраивать сдвиги луча. Изменяя параметр нарушения инверсии-симметрии дырок, мы можем непрерывно изменять градиент фазы в пространстве импульсов и, следовательно, сдвиг пучка. Чтобы доказать настраиваемость, мы провели моделирование, в котором наблюдаются сдвиги пучка с разными смещениями.При тщательной настройке поляризационной структуры смещение теоретически может даже превышать радиус перетяжки. Обсуждения можно найти в дополнительном примечании 3, примечании 4, примечании 7 и примечании 11, в которых мы также проверили соответствие между прогнозируемыми размерами смещения центроида луча и смоделированными. Важно отметить, что мы показываем только один конкретный дизайн в соответствии с нашим принципом проектирования. Все плоские структуры с той же симметрией, что и показанная, на самом деле имеют аналогичные структуры поляризации в импульсном пространстве ^33,34,35,36, и, таким образом, все они могут быть применены для реализации аналогичных сдвигов пучка.
Результаты экспериментов и обсуждение
Мы изготовили разработанную пластину PhC путем травления отверстий на окне Si ₃ N ₄ на опорной рамке из кремния с помощью электронно-лучевой литографии и техники реактивного ионного травления (см. « Методы ». Толщина оконной пленки составляет около 100 нм, в то время как общее количество элементарных ячеек составляет 146 × 146. Мы применили нашу самодельную систему импульсной пространственной спектроскопии на основе Фурье-оптики ⁴³ для получения поляризационно-зависимого угла -разрешенные спектры пропускания.На рис. 3а показаны измеренные спектры вдоль направления Γ-X при падении с круговой поляризацией. Уменьшенная точка провалов пропускания, отмеченная красной (синей) стрелкой, соответствует излучательной моде правой (левой) круговой поляризации на полосе TE ₂. Положение и направление циркулярно поляризованных мод соответствуют моделируемой поляризационной карте. Принимая во внимание фактические спектры, показанные на рис. 3а, мы выбираем целевую длину волны 816 нм.Более того, мы экспериментально измерили кроссполяризованные фазовые распределения импульсного пространства после взаимодействия с пластиной PhC, как показано на рис. 3b, с помощью нашей системы измерения фазы ³⁹. Измеренные фазовые распределения хорошо согласуются с результатами нашего моделирования и показывают ожидаемые результирующие градиенты фазы в направлении k _x.
Рис. 3: Экспериментально измеренные фотонные полосы и фазовые распределения, индуцированные PhC.
a Измеренные спектры пропускания с угловым разрешением пластины PhC с падающим пучком с правой круговой поляризацией (RCP) и левой круговой поляризацией (LCP) (слева).Фотонные полосы от пластины PhC проявляются в спектрах как провалы. Режим с собственным состоянием поляризации LCP (RCP), отмеченный синей (красной) стрелкой, не будет реагировать на возбуждение RCP (LCP) и окажется меньшей точкой среди сигналов полосы. b Измеренные фазовые распределения, вызванные процессом кросс-поляризованного преобразования пластины PhC на длине волны 816 нм. Падающие и анализируемые поляризации на левой (правой) панели: \ (\ left | +45 \ right \ rangle \) (\ (\ left | -45 \ right \ rangle \)) и \ (\ left \ langle — 45 \ right | \) (\ (\ left \ langle +45 \ right | \)) соответственно. c Распределение фаз по линиям, отмеченным в b . Сплошные (штриховые) кривые на левой и правой панелях показывают распределение фаз вдоль сплошных (штриховых) линий на левой и правой панелях b соответственно.
Затем боковые сдвиги луча в реальном пространстве непосредственно наблюдаются с помощью системы формирования изображений в реальном пространстве (подробности см. В дополнительном примечании 8). Как и при измерении фазы, по одному линейному поляризатору помещают с каждой стороны плоскости образца для управления падающей и анализируемой поляризациями.Поляризация поляризатора падения и анализатора настраивается на \ (\ left | +45 \ right \ rangle \) и \ (\ left \ langle -45 \ right | \), соответственно (\ (\ left | -45 \ right \ rangle \) и \ (\ left \ langle +45 \ right | \) для другого случая). В дальнейшем они не будут поворачиваться при последующих измерениях во избежание искусственных ошибок. Затем гауссов световой луч на 816 нм от настраиваемого лазера фокусируется на плоскости образца при нормальном падении, проходя через диафрагму на передней плоскости Фурье фокусирующей линзы, чтобы ограничить распределение луча k _∥ (расходимость угол).Радиус перетяжки луча (определяемый положением, в котором интенсивность составляет 1/ и ² максимум) составляет около 4,1 микрона. После анализа анализатором распределение интенсивности выходящего луча фиксируется устройством с зарядовой связью (ПЗС), что позволяет нам непосредственно наблюдать за лучом.
Сначала мы вставляем неструктурированное окно Si ₃ N ₄ с такой же толщиной пластины PhC в плоскость образца. Несмотря на ортогональность поляризатора и анализатора, ограниченный коэффициент ослабления поляризаторов позволяет передавать очень небольшую часть луча без кросс-поляризованного преобразования.Таким образом, мы можем найти исходный луч и установить нули координат. На рис. 4а показано нормированное распределение интенсивности прошедшего исходного светового пучка. Затем переключаем образец на изготовленную пластину PhC. Как показано на рис. 4b, измеряется нормализованная интенсивность кросс-поляризованного луча. Поперечные сдвиги пучка можно наблюдать непосредственно. Направления сдвигов луча согласуются с нашими теоретическими предсказаниями. На рис. 4в показано распределение интенсивности вдоль линий, отмеченных на рис.4a, b, из которого мы можем сказать, что смещение пика интенсивности составляет около 4,2 микрон, что согласуется с оценочным смещением (около 4,3 микрон) от среднего градиента фазы, рассчитанного по измеренным фазовым картам (рис. 3b). Сдвиги четко наблюдаются, что подтверждает наше предложение. Обратите внимание, что полный сдвиг луча без анализатора будет менее очевидным, поскольку в эксперименте только 12% падающей мощности преобразуется в прошедший кросс-поляризованный луч. Результаты без анализа включены в дополнительное примечание 9.Мы также включаем другие результаты для разных длин волн в дополнительное примечание 10.
Рис. 4: экспериментально наблюдаемые поляризационно-зависимые боковые сдвиги.
a Нормализованные распределения интенсивности исходного луча, проходящего через неструктурированное окно Si ₃ N ₄ после двух установок кросс-поляризованного анализа. Состояния падающей поляризации отмечены на графиках, а анализируемые поляризации ортогональны падающей поляризации.Положения центров пучков задаются как нули координат. b Нормированные распределения интенсивности пучка, проходящего через изготовленную пластину PhC после двух установок кросс-поляризованного анализа. Состояние поляризации падающего излучения для каждой панели такое же, как в и . c Нормализованные распределения интенсивности наблюдаемых лучей вдоль оси x , отрезанные от a и b . Пунктирные зеленые кривые соответствуют исходным лучам, показанным в a , тогда как сплошные оранжевые кривые соответствуют смещенным лучам, показанным в b , соответственно.Двунаправленная стрелка отмечает перетяжку луча.
Мы подчеркиваем, что наш подход к реализации больших сдвигов пучка основан на нелокальных резонансах, поддерживаемых пластиной PhC. Это дает преимущество, заключающееся в том, что любая область плиты PhC может использоваться для одновременного смещения произвольного количества балок. Кроме того, в отличие от громоздких традиционных подходов, которые направляют световые лучи с использованием тщательно выровненных рефракторов и отражателей, наш подход может изменять положение лучей с точностью до нескольких сотен нанометров в направлении их распространения без изменения направления.Это делает плиту PhC вполне подходящей для разводки света в компактных устройствах.