Приведено описание Государственного первичного эталона единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2016 с диапазоном мощности 10^–9–5·10^–3 Вт. Описан принцип работы эталона на основе фотоэлектрического трап-детектора в диапазоне 10^–9–5·10^–3 Вт. В результате метрологических исследований на ГЭТ 28-2016 в рассматриваемом диапазоне получена суммарная стандартная неопределённость воспроизведения и передачи единицы средней мощности лазерного излучения не более 0,36 %. Приведена модель и теоретические характеристики измерительного светоделителя, который позволит расширить диапазон ГЭТ 28-2016 в область киловаттных уровней мощности. В настоящее время ГЭТ 28-2016 позволяет решать задачи метрологического обеспечения перспективных низкоуровневых лазерных систем локации как в наземной, так и в авиационно-космической области, обеспечивать единство измерений радиометрических параметров низкоинтенсивных потоков лазерного излучения.

Рассмотрена актуальная проблема в области электрических измерений в связи с принятыми 26-й Генеральной конференцией по мерам и весам в ноябре 2018 г. (Франция, Версаль) новыми определениями единиц физических величин системы СИ, а именно воспроизведение ома на основе квантового эффекта Холла. Объяснены причины введения в 1988 г. независимой от международной системы единиц константы Клитцинга и её отмены в 2018 г. Изложены физические основы эффекта. Проанализированы основные косвенные и прямые эксперименты, приведшие к созданию эталона ома на основе квантового эффекта Холла, в том числе проведённые во ВНИИМС в 1982–1986 гг. На примере этих экспериментов показана идентичность значений квантованного сопротивления для образцов, изготовленных на основе инверсионных слоёв в кремнии, арсениде галлия и в образцах принципиально нового вещества графена. Приведены результаты по использованию графена для создания эталонов на основе квантового эффекта Холла для различных отраслей промышленности и науки на базе новейших достижений в его изготовлении.

Предложена методика оценивания нелинейного функционала от плотности вероятности двухмерной случайной величины. Методика актуальна при реализации процедур «быстрого» выбора коэффициентов размытости в задаче оптимизации ядерных оценок плотности вероятности и позволяет значительно повысить вычислительную эффективность непараметрических решающих правил. Основу предлагаемого подхода составляет анализ формулы оптимального коэффициента размытости ядерной оценки плотности вероятности. При этом коэффициент размытости ядерных функций представлен в виде произведения неопределённого параметра и средних квадратических отклонений случайных величин. Основная составляющая неопределённого параметра – нелинейный функционал от плотности вероятности, который для семейства одномодальных симметричных законов распределения определяется видом плотности вероятности и не зависит от параметров плотности. Для семейства двухмерных логнормальных законов распределения независимых случайных величин определены ошибки аппроксимации рассматриваемого нелинейного функционала от плотности вероятности. Исследована возможность применения предложенной методики при оценивании нелинейных функционалов от плотностей вероятностей, отличающихся от логнормальных законов распределения. Проанализировано влияние возникающих ошибок аппроксимации на средние квадратические критерии восстановления непараметрической оценки плотности вероятности двухмерной случайной величины.

Рассмотрена задача автоматического определения продольных размеров объектов на изображениях, полученных с помощью зондовой микроскопии. Решение данной задачи может быть актуально в области производственного контроля материалов и изделий микроэлектроники, нанотехники. Проведено сравнение существующих инструментов измерения длины объектов на тестовом изображении, содержащем геометрические фигуры с известными размерами. Описаны преимущества измерения длин объектов непосредственно на полутоновом изображении посредством формирования остова объекта программным детектором кривизны поверхности, в частности программным двумерным детектором «Круг», основанном на анализе кривизны строчных и столбцовых  профилограмм растра изображения. Кривизну оценивали по площади фигуры, ограниченной профилограммой на определённом интервале. Рассмотрены особенности измерения длины объектов посредством формирования остова из локальных максимумов кривизны. Показано, что детектор кривизны позволяет точнее определять длины объектов с перекрывающимися контурами и значительным диапазоном яркости. Представлены алгоритмы работы детектора, формирования остова объекта и определения его длины. Приведены результаты исследований, подтверждающие работоспособность представленных алгоритмов. Сравнительный анализ с существующими инструментами измерения длин, выполненный на изображениях доменов магнитного диска и волокон нанополимера, показал корректную работу детектора по выделению остова объекта и измерению его длины.

Рассмотрена задача разработки алгоритмов управления в квантовых стандартах частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей. Разработка таких алгоритмов позволит создавать стандарты частоты с метрологическими характеристиками, не уступающими характеристикам рубидиевых стандартов частоты, с уменьшенным энергопотреблением и габаритными размерами. Представлен метод исследования зависимости действительного значения и нестабильности частоты квантовых стандартов частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей от режимов работы отдельных частей стандартов. В качестве критерия для оптимизации тока инжекции лазера, выходной мощности сверхвысокочастотного генератора и температуры ячейки выбрана минимизация влияния на сдвиг действительного значения частоты стандарта. Проведён сравнительный анализ методов изменения интенсивности излучения поверхностно излучающего лазера с вертикальным резонатором и разработаны алгоритмы управления, учитывающие особенности данных методов. На основе данных алгоритмов разработаны программное обеспечение и методы настройки в квантовых стандартах частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей. Для опытного образца стандарта приведены результаты измерения нестабильности частоты. Показано, что алгоритмы управления и методы настройки могут качественно изменить метрологические характеристики квантовых стандартов частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей.

Рассмотрена проблема обеспечения стабильности спутниковой аппаратуры наблюдения Земли, ведущей долговременные температурные измерения в тепловом инфракрасном спектральном диапазоне. Для надёжного полётного контроля характеристик спутниковой инфракрасной аппаратуры необходимо повышать стабильность опорных бортовых излучателей. Функцию таких высокостабильных излучателей должны выполнить разрабатываемые в настоящее время бортовые чёрные тела нового поколения, основанные на явлении фазового перехода плавление↔затвердевание. В рамках этих работ требуется создать орбитальную калибровочную шкалу в динамическом температурном диапазоне систем наблюдения Земли 210–350 K из реперных точек температур фазового перехода ряда потенциально пригодных веществ. На реперных точках орбитальной калибровочной шкалы будет построен соответствующий ряд опорных бортовых чёрных тел. Показано, что для решения поставленной задачи следует провести серию космических экспериментов с выбранными реперными точками и прототипами перспективных бортовых чёрных тел на основе фазового перехода. В качестве важной точки будущей орбитальной калибровочной шкалы предложена новая реперная точка температуры плавления эвтектического сплава In-Bi (~345 K). Проанализированы результаты предварительных лабораторных исследований новой реперной точки. Полученные результаты позволили начать подготовку космических экспериментов для исследования сплава In-Bi с целью его применения в опорных бортовых излучателях нового поколения.

Исследованы пространственные характеристики эрозионной лазерной плазмы. Рассмотрено применение малогабаритных спектрометров видимого и ультрафиолетового диапазонов для регистрации спектра излучения плазмы. Эрозионная лазерная плазма сформирована на поверхности кремниевой мишени под действием импульсного излучения лазера с длиной волны 1064 нм при нормальных атмосферных условиях. С использованием перемещаемой щелевой диафрагмы, ориентированной параллельно поверхности мишени, проведено сканирование лазерного плазменного факела. Излучение эрозионной лазерной плазмы зафиксировано с помощью малогабаритных спектрометров. На основании полученных спектров излучения плазмы выявлены зависимости интенсивности спектральных линий кремния от геометрического положения щелевой диафрагмы. Проведено сравнение интенсивностей спектральных линий кремния на полированной и шлифованной сторонах мишени.

Для решения актуальной проблемы, связанной с обеспечением технологических процессов современными средствами измерений температуры, сформулированы специфические требования к оптической части пирометра, предназначенного для измерения температуры измерительной полости установки для калибровки вольфрам-рениевых термопар до температуры 2200 °С. В соответствии с указанными требованиями доработана и экспериментально исследована оптическая часть серийно выпускаемого пирометра «Термоконт».

Предложен прямой алгоритм восстановления электромагнитного поля на апертуре антенны. Предложенный алгоритм можно использовать для решения задач диагностики и пространственной фильтрации. В основе алгоритма лежит решение уравнений Максвелла через опережающие потенциалы электромагнитного поля. Показано, что сходящиеся электромагнитные волны, являющиеся решением уравнений Максвелла, эквивалентны расходящимся электромагнитным волнам при условии стационарности и линейности параметров среды. Прямой алгоритм формулируется в виде умножения матрицы оператора преобразования на известный вектор электромагнитного поля на замкнутой поверхности. При этом преобразование наружу (в дальнюю зону) или внутрь (на апертуру) поверхности описывается одним и тем же оператором и отличается только знаками входных величин. Прямой алгоритм в отличие от известных алгоритмов не требует сканирования электромагнитного поля на канонических поверхностях или решения большой системы интегральных уравнений. Это делает его оптимальным для использования в новых антенных измерительных комплексах ближней зоны на базе промышленных роботов, беспилотных летательных аппаратов и т. д. Верификация разработанного алгоритма по экспериментальным данным показала возможность восстановления нормированного распределения напряжённости электрического поля на апертуре антенн с погрешностью не более 2 дБ.

Рассмотрены вопросы контроля дозы рентгеновского излучения при проведении диагностических и терапевтических процедур с применением средств визуализации. Определена поглощённая биологической тканью человека доза рентгеновского излучения средств визуализации при контроле положения больного на терапевтическом столе ускорителя электронов перед проведением сеанса лучевой терапии. Смоделированы процессы прохождения фотонов и электронов через среду, а также измерены спектры рентгеновского излучения. Спектр излучения рентгеновской трубки Varian G-242 Rotating Anode X-ray Tube получен с помощью спектрометра XR-100-CdTe. Поглощённая доза рассчитана методом МонтеКарло. Поглощённая доза в водном фантоме при напряжении трубки до 80 кВ составила 0,9–1,5 мГр.

Разработано метрологическое обеспечение секвенирования ДНК. Секвенирование стандартного образца митохондриальной последовательности ДНК человека выполнено методом Сенгера на отечественных генетических анализаторах капиллярного электрофореза Нанофор 05. Результаты проведённых работ использованы при утверждениях типов стандартного образца митохондриальной последовательности ДНК человека и средства измерений последовательности ДНК.

Огромные потребности в обеспечении измерения водородного показателя в различных отраслях промышленности и народного хозяйства России делают измерение водородного показателя одним из самых важных методов контроля водных сред. В 2013 г. были проведены работы по внесению в Государственный реестр средств измерений Российской Федерации буферного раствора и стандарт-титра со значением – рабочего эталона рН 2-го разряда, который является одним из самых востребованных из нестандартных растворов при поверке и калибровке средств измерений рН. Метрологические характеристики рабочего эталона рН 2-го разряда подтверждены пилотными сличениями в рамках КООМЕТ (проект КООМЕТ 655/RU/15). Представлены результаты пилотного сличения по определению водородного показателя фосфатного буферного раствора. В сличениях приняли участие 8 метрологических институтов и 10 метрологических организаций. Полученные результаты показали, что подавляющая часть участников сличений представила результаты измерений рН с неопределённостью, не превышающей ±0,03 среднего значения, что является приемлемым критерием при измерениях водородного показателя.