Здійснено теоретичне й експериментальне дослідження процесів генерації та керування оптичними вихорами, що виникають у системі одноосьовий кристал - поляризаційний фільтр у когерентних і поліхроматичних пучках. Показано, що одноосьовий кристал здатний істотно перетворити структуру вихідного пучка таким чином, що в ортогонально поляризованій компоненті народжуються оптичні вихори, топологічний заряд яких на дві одиниці відрізняється від заряду вихідного пучка та напрямком циркуляції кругової поляризації у цьому пучку. Проаналізовано тонку структуру поляризації та топологічного заряду оптичних вихорів і показано, що за допомогою елементів поляризованого фільтра, утримуючого чвертьхвильову пластинку та поляризатор, можна керувати радіальним і азимутальним положенням одиничних оптичних вихорів у перетині пучка. Показано, що у разі розповсюдження поліхроматичного пучка чрез кристал і поляризаційний фільтр за оптичною віссю пучка з ортогональною поляризацією народжується поліхроматичний вихор з подвійним топологічним зарядом, що має широкий спектральний діапазон довжин хвиль.

  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

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

Розвинуто оригінальний підхід до дифракції електромагнітних хвиль на двовимірних апертурах, до основи якого покладено нову хвильову інтерпретацію строгого розв'язку Зоммерфельда для плоскої хвилі, дифрагуючої на ідеально провідній напівплощині. Зокрема, хвилю, дифраговану в прямому напрямку, розглянуто як суперпозицію двох хвиль: плоскої хвилі, подібної падаючій, але з вдвічі зменшеною амплітудою, та аналогічної за амплітудою квазіплоскої нескінченної хвилі, фронт якої деформований крайовою дислокацією, що розповсюджується вздовж межі геометричної тіні. Розроблено прийоми теоретичного й експериментального аналізу явища, орієнтовані на вичерпне, точне та повне представлення картини поля, що утворюється під час дифракції реального світлового пучка на реальній двовимірній апертурі. Новий підхід сприяє розв'язанню задач підвищеної складності, зокрема, розрахунку полів дифракції за кутів спостереження, що виходять за межі параксіальної області, а також розрахунку дифракції складних, довільно орієнтованих хвильових пучків на двовимірних апертурах довільної форми, надає можливість аналізу оптичного перетворення дифрагованих пучків.

  Скачати повний текст

Досліджено фізичні механізми формування структури за умови дискретного осаджування на підкладку пароплазмового потоку, сформованого імпульсним лазерним розпиленням одноелементних металевих і напівпровідникових мішеней, а також структурні та фазові перетворення у плівках у постконденсаційний період. Запропоновано моделі та встановлено умови утворення епітаксійних, полікристалічних і аморфізованих газонасичених конгломератних структур. Детально вивчено стадії росту й експериментально обгрунтовано модель поверхні епітаксіального лазерного конденсату, що визначає структурні перебудови під час подальшого відпалу або природного старіння. На підставі узагальнення всіх одержаних даних вперше виявлено і класифіковано основні типи структурних та фазових станів, характер нерівноважності та типи релаксаційних процесів, що протікають у постконденсаційний період у лазерних конденсатах ряду металів з різним ступенем хімічної активності.

  Скачати повний текст

Проведено систематичне дослідження параксіальних пучків, оптичних систем і методів їх опису. З застосуванням енергетичних і механічних характеристик, а також функції Вігнера пучка, узагальнено й уніфіковано підходи до аналізу його перетворень. Розроблено стандартну процедуру аналітичного опису пучка в лінзоподібних системах з довільним астигматизмом і амплітудною неоднорідністю та надано правила обчислення 4- і 5-рядкових матриць типових астигматичних елементів. Знайдено поправки до законів перетворень пучка заломними межами, дифракційними гратками та їх сполученнями. Аналітично розв'язано задачу про поширення пучка в лінзоподібній системі зі світлорозсіянням. Розвинуто методи характеризації пучків за допомогою просторово-кутових моментів інтенсивності. Знайдено їх зв'язок з орбітальним кутовим моментом пучка, застосованого для опису перетворень пучка з оптичним вихором. Виявлено "вихорову" і "невихорову" форми поперечної циркуляції енергії в таких пучках і впроваджено їх кількісні характеристики. Виконано повне аналітичне дослідження ідеальних і роз'юсованих дводзеркальних лінзоподібних резонаторів з довільним астигматизмом. Удосконалено теорію дисперсних резонаторів перестроюваних лазерів, яка уточнює механізм їх перестроювання та надає нові шляхи керування їх спектром генерації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Висвітлено вплив донорно-акцепторних властивостей структурних замісників у флуореновій основі та параметрів розчинника на лінійні спектри електронного поглинання й анізотропію флуоресценції. Одержано спектри двофотонного поглинання (ДФП) нових флуоренових похідних у широкому спектральному діапазоні. Проаналізовано процеси ДФП у молекулах флуоренового типу та встановлено зв'язок їх нелінійно-оптичних властивостей з електронною структурою молекули. Досліджено вимушені двофотонні переходи з випромінюванням у розчинах органічних молекул і визначено відповідні величини перерізів. Розглянуто процеси генерації синглетного кисню та фотохімічної декомпозиції нових флуоренових похідних за умов слабкого однофотонного й інтенсивного двофотонного збудження. Визначено та проаналізовано відповідні величини квантових виходів даних процесів. Обгрунтовано потенційну можливість застосування нових донорно-акцепторних флуоренових молекул у пристроях двофотонного оптичного обмеження інтенсивних лазерних пучків, об'ємного оптичного запису інформації, двофотонній флуоресцентній мікроскопії біологічних об'єктів і фотодинамічній лазерній терапії.

  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

Розроблено новий, високоточний метод розрахунку спектрів багатоелектронних важких іонів з коректним урахуванням релятивістських, кореляційних, ядерних, радіаційних ефектів на базі калібрувально-інваріантної квантово-електродинамічної теорії збурень. Розвинуто нові схеми розрахунку власно-енергетичного внеску та поляризаційної поправки зсуву Лемба. Проведено релятивістський розрахунок спектрів nlj(n=2,3,4) станів Li-подібних іонів із зарядом ядра Z=20-100 з урахуванням кореляції, ядерних, радіаційних ефектів, а також аналіз шуканих внесків. Наведено нові релятивістські схеми визначення енергії іонізації негативних іонів з урахуванням кореляції, ядерних та радіаційних ефектів, а також розрахунку молекул у наближенні Брейта-Паулі. Проведено розрахунки негативних та квазімолекулярних іонів.

  Скачати повний текст

З метою підвищення якості профілю випромінювання імпульсних лазерів створено новий клас аподизуючих діафрагм (АД) на основі забарвленого органічними барвниками поліуретанакрилату (ПУА) (внутрішньо резонаторні АД, суміщені та не суміщені з пасивними модуляторами добротності) з гіпергаусовим профілем пропускання шляхом фотохімічної деструкції барвників у допованому ПУА за умов опромінення останнього актинічним світлом з застосуванням адаптованого методу напівтіні. На підставі нової оптичної методики досліджено дифузійні властивості барвників у ПУА, пов'язані з часом ефективної експлуатації запропонованих АД (час життя АД з врахуванням дифузійних параметрів складає більше року). Встановлено, що введення створених АД призводить до виділення основної поперечної моди з гаусовим амплітудним розподілом поля в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами. АД в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами у порівнянні з "жорсткими" селекторами, виділяють основну поперечну моду більшого об'єму.

  Скачати повний текст

Установлено взаємозв'язки між статистичними та стохастичними параметрами світлорозсіювальних об'єктів з просторово-часовим хаосом і відповідними характеристиками розсіяних ними когерентних оптичних полів. Запропоновано алгоритм визначення максимального показника Ляпунова оптичного поля за його структурною функцією та алгоритм для розподілу сигналів різної мірності. Встановлено, що всі залежності стохастичних параметрів поля, розсіяного нематичним рідким кристалом H8, від напруги мають мінімум для напруги 9 В, що пояснено впорядкуванням структури рідкого кристала внаслідок утворення доменів Вільямса. За результатами проведених поляризаційно-інтерференційних досліджень зміни показника заломлення водного розчину тетбутанолу від концентрації виявлено аномальну залежність максимального показника Ляпунова, кореляційного експонента, дисперсії фази у разі концентрації спирту 6 - 8 %, що підтверджує наявність структурної перебудови розчину третбутанолу у даних межах концентрації. Показано, що дослідження світлорозсіювання цільною кров'ю уможливлює оцінювання часу тромбоутворення практичного в реальному часі. Виявлено, що кількісні значення параметрів тромбоутворення для пацієнтів, хворих на бронхіальну астму, більші у порівнянні зі значеннями для здорових людей.

  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

Запропоновано, теоретично обгрунтовано й експериментально досліджено модель утворення поляризаційного спеклу за умов розсіяння поляризованого когерентного випромінювання неоднорідним середовищем з випадково розподіленими параметрами. За методом числового моделювання оцінено адекватність розробленої моделі у широкому інтервалі параметрів неоднорідностей. Запропоновано теоретичну модель багаторазового розсіяння та проведено її числове моделювання. Установлено кількісні характеристики неоднаковості прямого та зворотного розсіяння оптичного випромінювання стохастичними середовищами. Експериментально досліджено матриці Мюллера випромінювання, що розсіяне багатошаровим діелектриком з випадково розподіленими параметрами, яких порівняно з результатами теоретичних розрахунків. Запропоновано метод застосування оптичної системи людського ока, в якому використано кореляційні та поляризаційні характеристики хвилі, що розсіяна випадково неоднорідним середовищем.

  Скачати повний текст

  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

Запропоновано методи корелометрії оптичних полів, з використанням яких досліджено взаємозв'язки між статистичними та стохастичними параметрами випадкових об'єктів і відповідними характеристиками розсіяних когерентних оптичних полів. Розроблено на підставі даних зв'язків методи та засоби кореляційно-оптичної діагностики фазово-неоднорідних об'єктів, шорстких поверхонь та дисперсних середовищ. Встановлено, що кореляційний експонент оптичних полів залежить від їх складності. Запропоновано алгоритм визначення кореляційного експоненту поля за його структурною функцією. Показано, що кореляційний експонент поля зв'язаний з рівнем одномірного фракталу лінійною залежністю та двомірного фракталу квадратичною залежністю. У дифрагованому полі виявлено повторення елементів будови фракталу та пониження рівня. Встановлено, що найбільш ефективним діагностичним параметром шорсткості поверхні є кореляційний експонент поля.

  Скачати повний текст

Визначено, що під множинами особливих точок розуміють систему поляризаційних сингулярностей (ПС), які містять L-контури та C-точки. Розроблено методику дослідження ПС в оптичному діапазоні, що базується на дослідженні скалярних поляризаційних проекцій поля методами "вилочної" інтерферометрії. У науковий обіг введено поняття еквіазимутальних ліній (a-ліній) у векторних полях. Встановлено та експерементально перевірено зв'язок між різними типами ПС, а саме L-контурами та C-точками. Доведено можливість комп'ютерного та експериментального моделювання даних структур на основі інтерференції елементарних вихрових (вихрових і гладких) пучків різного типу поляризації та технології синтезованих голограм. Вперше на підставі принципів сингуляторної оптики та синтезу елементарних ПС запропоновано метод формування самозвідних темних оптичних пасток.

  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

На підставі результатів досліджень коливних термічних процесів у лазері з тонкоплівковим селектором та діодною накачкою одержано періодичну генерацію імпульсів секундної тривалості. Запропоновано та реалізовано метод синхронізації мод за допомогою інтерферометра з "повільним" рухомим дзеркалом. Одержано одночастотну та двочастотну генерацію випромінювання високої потужності в кристалічному міні-лазері з адсорбуючим інтерферометром. Запропоновано антисинхронізацію мод, яка дозволяє одержати періодичну генерацію прямокутних наносекундних імпульсів. За результатами дослідження властивостей складних негаусівських пучків одержано компресію добутку ряду параметрів пусків потужних лазерів. Запропоновано та експериментально підтверджено метод фазової лазерної спектроскопії поверхневих властивостей тонких плівок. Розроблено метод самостабілізації частоти випромінювання за допомогою плівкового сектора зі спеціальними властивостями. Проведено теоретичний аналіз процесу лазерного осадження надпровідних плівок та вдосконалено методику й одержано плівки з рекордними відтворюваними параметрами за умов використання лазерів на твердому тілі.

  Скачати повний текст