Проведено системний порівняльний аналіз сукупного впливу недосконалостей елементів поляриметра й особливостей реалізації методу вимірювання на величини індивідуальних похибок визначення параметрів Стокса й елементів матриці Мюллера. Розроблено нову модель поляриметричних вимірювань, яка базується на принципі адаптивного синтезу характеристичної матриці вимірювального рівняння залежно від фізичних особливостей даного середовища й умов експерименту. Створено програмно-апаратний комплекс, який реалізує в межах методу послідовного зондування розроблену методику адаптивних поляриметричних вимірювань.

  Скачати повний текст

Вирішено важливу науково-технічну задачу підвищення точності інтерпретації результатів спектроскопічних вимірювань на основі розв'язання інтегрального рівняння Фредгольма першого роду. Досліджено підходи до розв'язання даної задачі на основі способу модельних прикладів з використанням дискретних ортогональних перетворень. Алгоритми розраховано на різну ширину апаратної функції спектрального приладу і можуть застосовуватися за умов неточного задання апріорної інформації, одержуваної в процесі дослідження речовини методами спектроскопії. Використання алгоритму діагоналізації матриць для розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь за допомогою дискретних ортогональних перетворень у розробленому алгоритмі первинної обробки сигналів у порівнянні з іншими алгоритмами дозволяє підвищити якість розв'язку задачі відновлення спектральних піків, що підтверджується результатами впровадження комплекса програм, який реалізує всі запропоновані алгоритми під час проведення лазерного мас-спектрометричного аналізу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проаналізовано умови виникнення дислокацій або екстремумів хвильового фронту за умов дифракції пучків світла на непрозорій перешкоді та інтерференції двох пучків. Розвинуто підхід, який дозволяє прогнозувати механізми творення, закономірності еволюції та топологію дислокацій хвильового фронту у цих оптичних полях. Завдяки цьому розкрито механізми творення дифракційних диполів вихорів, регенерації сингулярного пучка, високоефективного синтезу сингулярного пучка з гауссового пучка за допомогою фазового клина. Для задачі дифракції плоскої хвилі на круглому отворі знайдено точний розв'язок хвильового рівняння з межовими умовами Кірхгофа за допомогою перетворень Ханкеля. Досліджено поведінку поля у ближній зоні. Установлено відсутність будь-яких сингулярностей фази та зсув екстремумів амплітуди на осі у порівнянні з результатами, одержаними Зоммерфельдом у параксіальному наближенні. Розв'язано задачу дифракції плоскої хвилі на непрозорому диску за допомогою принципу Бабіне. Фазова швидкість поля на осі в області плями Пуассона значно перевищує швидкість світла c. суперпозиції дифрагованого поля та похилої плоскої хвилі.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально обгрунтовано можливості створення високоефективного болометричного високотемпературного надпровідника (ВТНП) багатоелементного перетворювача інфрачервоного (ІЧ) зображення з безелектродним поелементним виділенням інформації. Запропоновано та обгрунтовано організацію поелементного зчитування інформації у широкоформатній ВТНП болометричній структурі, яка б дозволила уникнути формування великої кількості електричних з'єднань з комутатором, для чого досліджено можливості формування та переміщення на її приймальній площині локальних областей, чутливих до зовнішнього випромінювання, за допомогою лазерного зонда. Теоретично оцінено граничну чутливість та просторове розрізнення ВТНП багатоелементного перетворювача ІЧ зображення з формуванням окремих елементів за допомогою лазерного зонда та дослідити фактори, які обмежують ці параметри, а також оптимізувати енергетичні та часові параметри лазерного зонда. Досліджено надпровідні властивості та шумові характеристики найбільш підходящих ВТНП матеріалів з точки зору болометричних використань та оптимізовано технологію формування приймальних структур на їх основі з метою створення діючих зразків перетворювача ІЧ зображення. Наведено методики, вимірювальні установки та проведено експериментальне дослідження детектуючих властивостей такого перетворювача ІЧ зображення.

  Скачати повний текст

Досліджено стискання лазерних ультракоротких імпульсів (УКІ) в часовій області за допомогою чірпованих дзеркал (ЧД). Розроблено математичну модель, яка описує взаэмодію УКІ з ЧД з урахуванням попереднього чірпа індексу. Проаналізовано сттискання УКІ в часовій області за допомогою одиночного ЧД у залежності від кількості шарів ЧД. Показано, що стискання УКІ тут здійснюється аналогічно до волоконного світловода з від'ємною дисперсією. Комплексно досліджено вплив на профіль відбитого імпульсу різних негативних чинників, які спотворюють даний профіль. Встановлено умови, необхідні для утворення спектрально-обмеженого імпульсу: повна компенсація дисперсії групової затримки та дисперсії третього порядку, усунення фазових коливань, забезпечення достатньої смуги ЧД для підтримки широкого спектру УКІ. Проаналізовано стискання УКІ в парі ЧД у залежності від кількості шарів ЧД, кута падіння, стану поляризації. Синтезовано одиночне ЧД, складене з шарів нітриду кремнію та повітряних прошарків, яке забезпечує смугу великого коефіцієнту відбиття та від'ємної дисперсії від 400 до 1 200 нм. Аналіз стискання УКІ виявив, що синтезоване ЧД забезпечує стискання УКІ до 6.2 фс. Синтезовано пару комплементарних ЧД, складених з шарів нітриду кремнію та повітряних прошарків, шляхом зміни брегівської довжини хвилі без додаткової числової оптимізації. Ця пара ЧД забезпечує зменшення амплітуди коливань ДГЗ удвічі у порівнянні з кожним з одиночних ЧД. Ширина смуги синтезованої пари становить від 540 до 1 540 нм.

  Скачати повний текст

Уведено поняття комплексного ступеня поляризації (КСП) з представленням пучків з довільним станом і ступенем поляризації у повному Стоковому просторі, обмеженому сферою Пуанкаре. Визначено траєкторії точки, яка зображає стан і ступінь поляризації у такому просторі, що відповідають руху точки спостереження у реальному просторі - у поперечному перерізі частково когерентного пучка. Установлено, що сингулярності КСП підпорядковуються специфічному знаковому принципу: за перетину U контуру стан поляризації стрибкоподібно змінюється на ортогональний. Виявлено спільну рису, яка поєднує сингулярності оптичних полів різних типів і може слугувати ознакою істинної сингулярності відповідного параметра поля - конічну структуру розподілу даного параметра, у досліджуваному випадку - КСП, в колі сингулярності.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи розв'язання проблеми відновлення макропараметрів сильнорозсіюючих об'єктів (СРО) за спекл-полем. Розроблено й апробовано нові методи з застосуванням опорної хвилі, що покращують співвідношення сигнал/шум під час відновлення макроформи та поляризаційного розподілу поля СРО. Досліджено вплив рівня інтенсивності співвісно накладеної опорної хвилі на ширину спектра просторових частот відновленого зображення СРО. Розроблено оптичні схеми пристроїв, які дозволяють відновити зображення поляризаційно-неоднорідних СРО.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розв'язання задачі відновлення спотворених сигналів і зображень радіофізичного походження із використанням методів неквадратичної регуляризації. Розв'язано задачу відновлення спотворених сигналів за умов апріорної невизначеності характеристик перешкод шляхом мінімізації функціонала квазітривалості відхилу розв'язку між виміряним сигналом і його моделлю. Розв'язано задачу екстраполяції частотної характеристики коефіцієнта відбиття (КВ) шаруватої діелектричної структури (ШДС) шляхом мінімізації сумарного функціонала відхилу між відновленими та виміряними значеннями КВ і функціонала квазітривалості синтезованого часового сигналу. На базі методу екстраполяції запропоновано модифікаію методу фур'є-голографії для відновлення комплексного КВ ШДС за даними амплітудних вимірювань. Розроблено метод відновлення фінітних і кусково-сталих сигналів, який використано для покращання оцінювання діаграми спрямованості антени шляхом розв'язку оберненої задачі для струмів, та для ефективної фільтрації електродинамічних зображень об'єктів з метою удосконалення методу оцінювання параметрів об'єктів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розвитку наслідків юнгівської моделі дифракційних явищ у голографії та кореляційно-оптичній обробці інформації. Обгрунтовано оригінальний голографічний спосіб формування контурних зображень. Виявлено зображаючі та асоціативні властивості безопорного запису картин дифракції ближнього та дальнього полів - голограм Юнга, а також лінійних та нелінійних позавісевих юнгівських голограм, зареєстрованих із простими або комбінованими опорними хвилями. Передбачено та реалізовано ефект оконтурювання фазоспряженого асоціативного відгуку, відновлюваного за статичною нелінійною голограмою Юнга у режимах самообертання хвильового фронту та подвійного фазового спряження. Запропоновано оптимальний алгоритм реалізації оптичного вейвлет-перетворення за умов детектування краю на основі нелінійної юнгівської голограми.

  Скачати повний текст

Вивчено властивості оптичних пучків з фазовими дислокаціями хвильового фронту. Експериментально досліджено пучки з фазовими сингулярностями, утворені частими модами Лагерра-Гаусса та їх когерентними суперпозиціями. За допомогою методу багатопроменевої інтерференції у планарному хвильоводі вивчено форму хвильового фронту пучка з оптичним вихором. На базі одержаних результатів запропоновано новий метод детектування фазових сингулярностей в оптичних зображеннях, які утворені модами Лагерра-Гауса. Запропоновано удосконалений метод генерації "комбінованого" оптичного пучка з позаосьовим оптичним вихором. Реалізовано, зареєстровано та виміряно ротаційний ефект Допплера для лінійно-поляризованих вихорових хвиль оптичного діапазону. Експериментально доведено, що частотний зсув прямо пропорційно залежить від кутової швидкості обертання світлового пучка з оптичним вихором та величини топологічного заряду оптичного вихору. Експериментально реалізовано частотний зсув, обумовлений ротаційним ефектом Допплера, за зворотної трансформації оптичного вихору у хвилю з гладким розподілом хвильового фронту.

  Скачати повний текст

Висвітлено розвиток нового підходу до аналітичного та експериментального досліджень явищ дифракції, що базується на новій хвильовій інтерпретації строгого розв'язку Зоммерфельда задачі дифракції плоскої хвилі на напівплощині. Основою підходу є виділення сингулярної компоненти дифракційного поля, яка містить в собі практично всю інформацію про виникаючий хвильовий процес. Проаналізовано просторову структуру дифракційного поля з використанням дислокацій хвильового фронту, оптичних вихорів сингулярної компоненти поля. Виявлено закономірності еволюції лінійних дислокацій за умов трансформації апертури від кругової до еліптичної та більш складної. Отримано компактний розв'язок задач дифракції довільно нахиленої плоскої хвилі на щілині та смужці з точним врахуванням граничних умов на поверхні екрану та досліджено структуру притиснутого поля, яке відіграє важливу роль у формуванні дифракційного поля поблизу краю перешкоди. Досліджено формування ближнього та дальнього поля у разі дифракції лазерних пучків на напівплощині, симетрію дальнього поля за різним ступенем перекриття дифракційним екраном ерміт-гауссового пучка. Запропоновано метод побудови розв'язку задачі дифракції плоскої хвилі на довільній двовимірній ідеально провідній апертурі без параксіального наближення. На його базі створено алгоритм розрахунку дифракційного поля та проведено комп'ютерне моделювання й експериментальне дослідження дифракції лазерних пучків на амплітудно-фазових масках.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено фізичні механізми, що зумовлюють зміни кольору в процесі зміни шорсткості поверхні та умов освітлення. Досліджено слабко- та сильнопоглинаючі зразки. Доведено, що суттєве відхилення закону розсіяння від закону Ламберта, викликане асиметрією розсіяння світла в товщі зразка та наявністю дзеркальної компоненти, призводить до не збігу колірних характеристик, визначених за різних умов освітлення. Відзначено, що на колір металевих зразків із шорсткими поверхнями однаково впливають ефекти, пов'язані з перерозподілом розсіяного світла внаслідок явищ дифракції та інтерференції, а також ефект зменшення інтенсивності дзеркальної компоненти внаслідок збудження поверхневих плазмон-поляритонів. Запропоновано теоретичні моделі, методики й алгоритми розрахунку оптичних характеристик зразків з поверхнями різного ступеня шорсткості з подальшим визначенням кутової структури розсіяного світлового поля.

  Скачати повний текст

Розроблені методи і алгоритми опису та побудови зображень катакаустик і фронтів відбитих хвиль (еквірефлектів) на основі геометричного моделювання перебігу променів у відбивальних системах з метою профілювання еліпсоїдоподібної відбивальної поверхні, яка забезпечує "рівномірне" освітлення відрізку фокальної прямої, та для розрахунку плоских параболічних фокусаторів. Для даної відбивальної системи розроблено метод опису сім'ї еквірефлектів. Розроблено метод опису обвідної сім'ї відбитих променів (катакаустики кривої). Складено алгоритми побудови зображень сім'ї еквірефлектів і катакаустики кривої. Одержано зображення відбивальної кривої в залежності від заданої катаакустики на основі поняття біевольвенти. Розглянуто метод складання аналітичних описів еквірефлектів та катакаустик засобами математичного процесора Maple V. Складено алгоритми трасування променів математичних більярдів для кола, еліпса, комбінованих областей та для еліпсоїда. Розв'язано дві реальні задачі проектування відбивальних систем: 1) визначено профіль еліпсоїдоподібної відбивальної поверхні, яка дозволяє "рівномірно" освітлювати відрізок фокальної прямої; 2) розроблено метод розрахунку плоского параболічного фокусатора.

  Скачати повний текст

Запропоновано нове розв'язання рівняння задачі геометричного моделювання поверхні квазіпараболоїда з неточковим фокусом, який у нерухомому стані повинен зосередити відбиті промені у заданому об'ємі простору за умови - джерело променів є рухомим. Створено теоретичну базу для алгоритмів геометричного моделювання відбивальних поверхонь квазіпараболоїдів з розширеними фокальними властивостями, які у нерухомому стані дозволяють зосередити відбиті промені у заданому об'ємі простору з урахуванням рухомого джерела променів. Запропоновано методи складання звичайного диференціального рівняння, розв'язком якого має бути крива на площині, що узагальнює фокальні властивості параболи. Створено алгоритм його розв'язання, що дозволило розширити клас диференціальних рівнянь у методах прикладної геометрії. Розроблено метод опису обвідних сім'ї конфокальних квазіпараболоїдів, що дозволяє визначити нерухому відбивальну поверхню, здатну зосередити відбиті промені в об'ємі простору та умови, коли джерело променів є рухомим. Розроблено алгоритми визначення складових частин обвідної поверхні сім'ї конфокальних квазіпараболоїдів. Складено алгоритми та maple-програми розрахунку пресового устаткування (пуансона та матриці) для виготовлення нерухомого рефлектора, здатного зосередити відбиті промені в об'ємі простору за умови, коли джерело променів є рухомим.

  Скачати повний текст

Проаналізовано фазові сингулярності, що виникають у полі випромінювання маломодових круглих ізотропних оптичних волокон і волокон з сильною анізотропією. Встановлено, що лінії однакової інтенсивності поблизу неї мають вигляд еліпса, параметри якого визначають амплітудні коефіцієнти збудження власних мод волокна. Експериментально й теоретично знайдено залежність коефіцієнта збудження мод залежно від зсуву падаючого на вхідний торець пучка, а також встановлено особливості прояву обертального ефекту Доплера у випромінюванні оптичного волокна. Показано, що рух нуля у полі випромінювання визначається топологічним зарядом і станом поляризації мод. Виявлено, що збудження оптичного волокна правоциркулярно поляризованим світлом призводить до еліптичної траєкторії нуля інтенсивності у полі випромінювання, що обертається з подвоєною частотою проти напрямку обертання поляризатора.

  Скачати повний текст

Розроблено модель гуманітаризації навчання фізики в загальноосвітній школі у вивченні оптичних явищ у VIII і XI-му класах. До її основи покладено компоненти: когнітивний, особистісний, діяльнісно-творчий, аксіологічний. Визначено основні напрямки роботи вчителя фізики у реалізації принципу гуманітаризації у навчанні. Визначено пріоритетні аспекти когнітивного компонента гуманітаризації навчання фізики: екологічний, емоційно-естетичний, історичний. На підставі результатів педагогічного експерименту впровадження розробленої моделі підтверджено гіпотезу про позитивний вплив на формування гуманістичної спрямованості особистості школяра та його інтерес до фізики та підвищення якості знань дотримування систематичного підходу до організації гуманітаризації навчання.

  Скачати повний текст

Встановлено основні стоксполяриметричні ознаки виникнення онкологічних змін багатошарової оптико-анізотропної позаклітинної матриці. Запропоновано новий метод поляризаційної селекції типів патологічних змін позаклітинної матриці тканин органів людини, пов'язаних з її орієнтаційною структурою. Виявлено головні ознаки стоксполяриметричної диференціації патологічних станів багатошарових біологічних тканин, пов'язаних зі змінами розподілу напрямів оптичних осей прагеїнових фібрил. Вперше реалізовано стоксполяриметричну диференціацію здорової, запаленої й онкологічно зміненої тканини шийки матки.

  Скачати повний текст

Виявлено закономірності динаміки оптичних сингулярностей у нестаціонарних спекл-полях і описано трансформації топологічної та морфологічної структури, що супроводжують народження й анігіляцію пар оптичних сингулярностей. Розроблено метод відновлення фази, що відрізняється від відомих спільною обробкою інтерферограм з ортогональними площинами сходження опорної й об'єктної хвилі. Досліджено випадкову динаміку фазових сингулярностей у площині спостереження нестаціонарного випадкового оптичного поля та встановлено, що до народження та після анігіляції пар оптичних вихорів формуються області, в яких градієнт фази більший, ніж в оточуючому полі. Досліджено випадкову динаміку поляризаційних сингулярностей у площині спостереження нестаціонарного випадкового оптичного поля та встановлено, що до народження та після анігіляції пар С-точок формуються області з еліптичністю та градієнтом азимуту більшими, ніж у прилеглих областях. Показано, що можливі лише два варіанти азимутального оточення навколо С-точок, що народжуються або анігілюють. З'ясовано, що з дев'яти теоретично можливих варіантів трансформації розподілу великої та малої півосей поляризаційних еліпсів реалізуються, зі значною ймовірністю, лише п'ять.

  Скачати повний текст