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

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

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

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

  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

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

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

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

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

Досліджено оптичну анізотропію, наведену за одночасної дії двох збуджувальних променів різної поляризації, які потрапляють у смугу поглинання вихідної форми bR570 фотоцикла бактеріородопсина (БР) і найбільш довгоживучого короткохвильового інтермедіату M412, відповідно. Досліджено фотоіндуковану анізотропію у полімерних плівках з природним БР, генетичними мутантами D96N і D96E БР, аналогами 4-keto-D96N БР та у плівках з хімічними домішками у полімерній матриці, що збільшують час життя M412. Розроблено методику розрахунку характеристик амплітудно-фазових динамічних поляризаційних решіток у плівках з БР з урахуванням молекулярного дихроїзму за довільного співвідношення інтенсивностей записувальних хвиль. З використанням голографічних методів виявлено анізотропію процесу світлоадаптації БР. Здійснено мультиплексний одночасний запис у плівці з БР двох решіток інтенсивностей з ортогональною поляризацією пучків, що записують різні решітки. Це призводить до більш, ніж дворазового збільшення дифракційної ефективності у порівнянні з записом решіток однаковими поляризаціями. На підставі анізотропії B - M-типу запропоновано схеми селективного блокування певних частин зображення у реальному часі.

  Скачати повний текст