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

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

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

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

Теоретично та експериментально досліджено статистичні характеристики випадкових суперпозиційних електромагнітних полів, утворених за умов додавання декількох частково корельованих плямових структур з ортогональними поляризаціями. Разом з фотолічильними випромінюваннями поляризаційне формування суперпозиційних плямових структур обумовлює ефективну методику дослідження статистичних та кореляційних властивостей розсіяних полів малої інтенсивності. Запропоновано та експериментально досліджено модель утворення поляризаційного спеклу у разі розсіяння неоднорідно поляризованого когерентного випромінювання ізотропним дифузним фазовим екраном. За методом числового моделювання отримано оцінки адекватності розробленої моделі у широкому інтервалі параметрів фазових неоднорідностей (від слабкого до сильного дифузора). Розроблено метод числового розв'язку оберненої задачі розсіяння (відтворення комплексної кореляційної функції флуктуацій амплітудного пропускання фазового дифузору) за результатами вимірювань просторового розподілу інтенсивності та поляризаційних характеристик розсіяного поля з використанням апріорної інформації про нерозсіяну компоненту. Проаналізовано межі застосування гаусівської моделі флуктуацій рельєфу для дифузорів різних типів. Експериментально досліджено поляризаційні явища, які виникають під час розсіювання неоднорідно поляризованих оптичних пучків статистично неоднорідними середовищами, наведено результати якісного та кількісного аналізу поляризаційної структури спеклів, які сформовано такими пучками, обгрунтовано застосування ефектів, що спостерігаються, в обернених задачах оптичного тестування. На підставі кількісних поляризаційних вимірів статистичних параметрів дифузорів з різними параметрами шорсткості доведено ефективність запропонованої методики. Проведено кількісні вимірювання статистичних характеристик рельєфу "морозних" деформацій фототермопластичних середовищ. Запропоновано принцип поляризаційного розпаралелювання інформації під час зчитування в CD- та DVD-пристроях, в якому зчитування відбувається одночасно з двох шарів DVD. Досліджено поляризаційні шуми та природу їх походження за такого способу зчитування.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності розповсюдження фазових сингулярностей на прикладах їх локальної самотрансформації в локальні крайові дислокації зі зміною знаку топологічного заряду. Дані результати одержано для випадків проходження оптичного вихору через циліндричну лінзу, та для випадку трансформації диполя оптичних вихорів у кільцеву крайову дислокацію. Розглянуто можливість подвійної знакозміни знаку оптичного вихору, що залежить від параметрів пучка. Розроблено нову методику для визначення величини та знаку топологічного заряду оптичного вихору, що базується на використанні циліндричної лінзи та особливостях хвильового фронту після неї. Досліджено вид та характер розподілу орбітального кутового моменту складних комбінованих пучків, таких як диполі та квадруполі оптичного вихору. За допомогою комп'ютерного моделювання встановлено зміну розподілів інтенсивності, фази, розподіл орбітального кутового моменту та хвильові поверхні комбінованих пучків у разі топологічних реакцій - анігіляціях диполів та квадруполів ОВ та у випадку проходження диполя через кільцеву крайову дислокацію. Запропоновано нову методику непрямого вимірювання параметрів Стокса, що дозволила одержати числові характеристики еліптично поляризованого поля та дослідити тонку структуру такого поля - С-точки, L-контури, розподіли азимуту поляризації та еліптичність. Експериментально підтверджено виконання знакового принципу для технологічного індексу С-точок та петлевого закону, сформульованих у роботах І.Фройнда, на основі виміряних характеристик побудовано сітку топологічних особливостей векторного поля.

  Скачати повний текст

Досліджено механічну дію лазерного світла на атоми та молекули, спектральні характеристики резонансів насиченого поглинання та флуоресценції, резонансну флуоресценцію молекулярного йоду різного ізотопного складу. Уточнено природу модуляційного зсуву, зумовленого зміною ізотопного складу нелінійно-поглинаючого середовища. Визначено межову чутливість лазерно-флуоресцентного аналізу гетеро-ізотопного йоду.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проведено теоретичне дослідження кулонівської взаємодії між двома електронами, які перебувають у когерентних станах, та взаємодії пари когерентних електронів з полем випромінювання. До наукового обігу введено та описано когерентні стани вільного електрона, проаналізовано властивості двочастинкових станів незаряджених фермі-частинок, якщо параметри одночастинкових станів наближаються один до одного. У першому порядку теорії збурень одержано аналітичні вирази для енергії кулонівського відштовхування і двома когерентними електронами. Знайдено умови, за яких енергія взаємодії електронів стає меншою за невизначеність кінетичної енергії частинок. Виявлено, що в даному випадку енергією взаємодії між електронами можна нехтувати. Для наочної демонстрації одержаних результатів проведено числове моделювання лобового зіткнення двох когерентних електронів. Одержано аналітичний вираз для кореляційної функції процесу подвійної іонізації атомів гелію та неону. У першому порядку теорії збурень одержано аналітичні вирази для густини ймовірності поглинання фотона когерентним електроном за електричних та магнітних переходів. Наведено оцінку для повної ймовірності поглинання фотона вільним когерентним електроном.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему керування рухом атомів і молекул когерентними й частково когерентними світловими полями. Розглянуто вплив відстроювання частот від резонансу, флуктуації фази й амплітуди на перенесення населеності з основного до бажаного стану за допомогою стимульованого раманового адіабатичного проходження. Досліджено схеми взаємодії атома зі світлом, що забезпечують передачу атому імпульсу, кратного імпульсу фотона. Проаналізовано схеми взаємодії з зустрічними хвилями (частотно-модульовані, біхроматичні, короткі зустрічні імпульси, хвилі з флуктуючою фазою або амплітудою), що забезпечують велику, у порівнянні з силою, що діє на атом у полі хвилі, яка рухається, силу світлового тиску. Розглянуто розсіювання атомів полем двох зустрічних імпульсів.

  Скачати повний текст

Установлено взаємозв'язки між змінами орієнтацій оптичних осей і фазових зсувів, які вносяться двопроменезаломлюючими біологічними кристалами позаклітинних матриць тканин жіночої репродуктивної сфери та статистичними моментами I - IV порядків розподілів модуля та фази комплексного ступеня взаємної поляризації (КСВП) лазерних об'єктних полів у різних зонах дифракції, а також спектрами потужності розподілів параметрів КСВП. Установлено, що найбільш чутливими в усіх зонах дифракції об'єктного поля до зміни орієнтації оптичних осей сітки біологічних кристалів тканин жіночої репродуктивної сфери є асиметрія та ексцес розподілу значень модуля КСВП. Показано, що зміна двопроменезаломлення позаклітинної матриці виявляється у зміні ексцесу розподілу КСВП. Доведено, що онкологічні зміни позаклітинної матриці біологічних тканин (БТ), пов'язані із упорядкуванням напрямів оптичних осей двопроменезаломлюючих біологічних кристалів, виявляються у збільшення (до одного порядку) півширини автокореляційних функцій координатних розподілів КСВП лазерних об'єктних полів. Розкрито сценарії формування модуля та фази КСВП зображення двошарових БТ і їх подальшої трансформації у різних зонах дифракції. Вперше установлено взаємозв'язок статистичного та топологічного підходів у діагностиці оптико-геометричної структури сіток біологічних кристалів багатошарових позаклітинних матриць тканин жіночої репродуктивної сфери.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості еволюції сингулярностей у каустиках, утворених фазовими об'єктами циліндричної та сферичної форм. Підтверджено, що зменшення апертури циліндричної лінзи призводить до зникнення нулів у трикутнику акустики. Одержано залежність відносної апертури від радіуса циліндричної лінзи, за яких зникають сингулярності. Показано, що у випадковому полі лінії фазових сингулярностей неперервні та, як правило, не замикаються самі на себе. Лінії фазових сингулярностей у полі, розсіяному фрактальними поверхнями, мають фрактальні властивості. Показано, що нормування за інтенсивністю вихідного поля розподілу градієнта поля, одержаного в результаті строго співвісного накладання опорної хвилі, дозволило одержати координатний розподіл нулів амплітуди поля. У дальній зоні стосовно однієї нерівності шорсткої поверхні установлено майже удвічі більшу кількість нулів амплітули, ніж спеклів поля. У дальній зоні стосовно розмірів усього об'єкта кількість спеклів і кількість нулів амплітуди приблизно однакова. Відзначено, що нулі амплітуди спектральних компонент незалежні, не взаємодіють і не анігілюють у процесі розповсюдження поліхроматичного світла. Показано можливість кореляційно-оптичного діагностування сильно шорстких поверхонь шляхом дослідження закономірностей перетворення поздовжньої функції когерентності поля.

  Скачати повний текст

На підставі використання методів сингулярної оптики та лазерної поляриметрії досліджено взаємозв'язки між комплексом статистичних і фрактальних параметрів для опису оптико-геометричної структури самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів: поверхневорозсіюючих шорстких поверхонь та оптично-анізотропних архітектонік біотканин. Виявлено взаємодію між розподілом нулів амплітуди об'єктного поля шорсткої поверхні та структурними особливостями геометрії їх мікрорельєфу. На підставі знайденої закономірності встановлено, що гістограми локальних густин нулів, які оцінюються на різних відстанях від об'єкта, різні для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь. Виявлено взаємозв'язок між ієрархічною оптико-геометричною структурою архітектоніки біотканин і двомірними розподілами станів поляризації їх зображень. Обгрунтовано та експериментально перевірено методи орієнтаційної та фазової селекції поляризаційних карт біотканин, за допомогою яких проведено безконтактну реконструкцію оптико-геометричної будови архітектоніки фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин. Показано, що процеси формоутворення самоподібних елементів їх архітектоніки зумовлюють асиметрію та флуктуації відносних значень і збільшення напівширини автокореляційних функцій орієнтаційних томограм. Встановлено однозначний взаємозв'язок між коефіцієнтом асиметрії двомірних автокореляційних функцій орієнтаційних томограм і патологічними змінами архітектоніки біотканини.

  Скачати повний текст

Уперше з використанням матричного формалізму Мюллера досліджено взаємодію лінійно поляризованого електромагнітного випромінювання з неоднорідними анізотропними об'єктами у випадку ізотропної деполяризації. Розроблено підхід щодо видалення матриці недосконалостей, існування якої обумовлено наявністю вимірювальних похибок, з вихідної експериментальної матриці Мюллера для об'єктів з ізотропною деполяризацією та наведено критерії належності до цих класів. Досліджено фізичні відмінності поляризаційних характеристик детермінованого та недеполяризованого класів об'єктів. Здійснено оптимізацію параметрів динамічного Мюллер-поляриметра щодо зменшення похибки та часу вимірювань для методу вимірювання неповних матриць Мюллера.

  Скачати повний текст

Методами лазерної поляриметрії досліджено взаємозв'язки між набором статистичних параметрів, які описують оптико-геометричну структуру фазово-неоднорідних шарів (ФНШ), архітектоніку біотканин (БТ) і сукупністю поляризаційних, поляризаційно-кореляційних і вейвлет-характеристик їх зображень і спекл-полів. Встановлено однозначний взаємозв'язок між локальним станом поляризації граничного поля з одного боку та кутами нахилу мікронерівностей шорстких поверхонь і розподілом показника двопроменезаломлення речовини ФНШ з іншого. Розроблено методи поляризаційної рельєфометрії та дефектоскопії ФНШ, ефективні для задач визначення функцій розподілу кутів нахилу шорстких поверхонь і показника двопроменезаломлення їх речовини. Запропоновано стоксполяриметричний метод поляризаційної селекції інформації, ефективний у діагностиці ФНШ, та який забезпечує рівень підвищення відношення сигнал - шум (ВСШ) у їх зображеннях до 2 порядків. Визначено механізми формування ймовірнісних розподілів азимутів і еліптичностей поляризації об'єктного поля БТ як сукупності оптично одновісних структур з кристалітним та архітектонічним рівнями організації. Розроблено методи поляризаційно-фазової реконструкуції кристалітної архітектонічної структури БТ. Досліджено залежність елементів наведеної матриці Мюллера від орієнтаційної та фазової структури архітектоніки БТ. Розроблено метод поляризаційної двовимірної томографії БТ, ефективний у візуалізації та підвищенні ВСШ зображення архітектоніки БТ та сукупності її орієнтаційних томограм. Проаналізовано можливості поляризаційно-кореляційного та вейвлет-аналізу зображень архітектоніки БТ та її орієнтаційних томограм. Встановлено взаємозв'язки між статистичними параметрами, кореляційними функціями та коефіцієнтами вейвлет-розкладу поляризаційно відфільтрованих зображень архітектоніки та її орієнтаційно-фазовою структурою у фізіологічно нормальному та патологічно зміненому станах.

  Скачати повний текст

На базі методів поляризаційно-інтерференційного картографування досліджено взаємозв'язки між набором статистичних моментів I - IV порядків та log-log залежностей спектрів потужності, які описуть оптико-геометричну структуру зовнішньої та внутрішньої складових біологічних тканин (БТ) з сукупністю статистичних і фрактальних параметрів їх поляризаційних мап і Мюллер-матричних зображень. Установлено та проаналізовано механізми формування сингулярностей (нулів амплітуди) об'єктних полів шорстких поверхонь біологічного походження. Знайдено взаємозв'язок між набором статистичних моментів I - IV порядків, що описують геометрію й анізотропію архітектоніки БТ, і сукупністю відповідних статистичних моментів їх поляризаційних мап. Розроблено Мюллер-матричний метод реконструкції зовнішньої та внутрішньої складових БТ. Виявлено, що найбільш чутливим до змін орієнтаційної та фазової структури архітектонічних сіток ексцес відповідних координатних розподілів. Показано, що геометричні й анізотропні оптичні властивості архітектоніки фізіологічно нормальних БТ мають фрактальну структуру. Для фізіологічно змінених БТ характерний стохастичний або статистичний характер 2D-розподілів елементів їх матриці Мюллера.

  Скачати повний текст