Анотація до роботи:

Голобородько А.О. Поляризаційні властивості оптичного випромінювання при багаторазовому розсіянні у моделі анізотропних фазових екранів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 – оптика, лазерна фізика. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Робота присвячена проблемі деполяризації оптичного випромінювання, що розсіяне стохастичними анізотропними середовищами, проблемі використання поляризації для дослідження стохастичних об’єктів та проблемі поширення цих методів на більш широкий клас середовищ, зокрема, для дослідження оптичної системи людського ока.

Теоретично і експериментально розглянуто перехід від одноразового до багаторазового розсіяння, та показано відмінність прямого та зворотного розсіяння. Показано, що показник заломлення істотно впливає на ступінь поляризації розсіяного випромінювання. Теоретично досліджено формування поляризаційного спеклу при розсіюванні когерентного випромінювання в напрямках, що відмінні від дзеркального.

Модель анізотропних фазових екранів використана для дослідження формування зображення в оптичній системі людського ока. Методом комп’ютерного моделювання показано, що аберації будь–якого порядку принципово можуть бути виміряні за допомогою двопрохідної методики за умови врахування кривизни сітківки і дифузності розповсюдження оптичного випромінювання. Розроблено методику адаптивного вимірювання аберацій оптичної системи.

Основні результати роботи полягають у наступному:

1. Запропонована теоретична модель багаторазового розсіювання оптичних хвиль на основі одноразового розсіювання на границях розділу діелектричних шарів. Встановлено, що причини виникнення амплітудних і фазових флуктуацій пов’язані зі зміною напрямку хвильового вектору розсіяної хвилі. Чисельно розраховано амплітудні і фазові залежності розсіяного поля від кратності і умов розсіювання.

2. Для випадку розсіювання гаусівського пучка багатошаровим середовищем, що складається з набору випадкових фазових екранів, була отримана матриця когерентності розсіяного випромінювання. Це дало можливість отримати ступінь поляризації, азимут і еліптичність поляризованої компоненти.

3. Запропоновано метод тестування шорстких поверхонь із застосуванням відкритого резонатору, що дозволяє використовувати ефект деполяризації багаторазово розсіяного випромінювання, який суттєво збільшує чутливість.

4. Вперше експериментально спостерігався ефект утворення просторово деполяризованої компоненти при розсіянні однорідно поляризованого когерентного випромінювання набором ізотропних дифузних фазових екранів.

5. Експериментально досліджено особливості формування спекл–структур розсіяного випромінювання стохастичним середовищем, що складається з набору шорстких поверхонь. Показано, що на відміну від заломленої хвилі зворотно відбита не повністю деполяризується навіть при додаванні нескінченної кількості шарів, при цьому досягається ефект насичення деполяризації. Встановлення цієї особливості дозволяє більш детально визначити механізми і моделі розсіювання оптичних хвиль біологічними середовищами.

6. Побудована модель оптичної системи ока, що враховує дві суттєві особливості двопрохідної методики визначення аберацій людського ока: відбивання світла від неплоскої поверхні сітківки та вплив дифузності поширення світла. На основі теоретичних розробок і комп’ютерного експерименту показано, що в двопрохідній методиці парні аберації подвоюються, а непарні аберації компенсуються не повністю.

7. Запропоновано нову методику адаптивного вимірювання оптичних аберацій замкнутої системи ока з врахуванням різної передачі аберацій. Ефективність запропонованої методики була перевірена на комп’ютерній моделі ока з абераціями другого і третього порядку. Методом послідовних ітерацій вдалось підвищити якість зображення оптичної системи до рівня 0.9 за критерієм Штреля.

Публікації автора:

1. Голобородько А.О., Курашов В.Н. Адаптивна корекція аберацій зору за двопрохідною методикою. // Вісник Київського університету. Серія: фізико–математичні науки. – 2001 – №3 – с. 338 – 347.

2. Голобородько А.О., Курашов В.Н. Моделювання деполяризації когерентного випромінювання при багаторазовому розсіюванні. // Вісник Київського університету. Серія: фізико–математичні науки. – 2003 – №2 – с. 246 – 255.

3. Голобородько А.О., Курашов В.Н. Зміна поляризації електромагнітного випромінювання при його розсіювання дифузними поверхнями. // Вісник Київського університету. Серія: фізико–математичні науки. – 2004 – №4 – с. 300 – 305.

4. Голобородько А.О., Курашов В.Н., Мельничук Д.М. Моделювання зміни поляризації світла при багаторазовому розсіюванні. // Вісник Київського університету. Серія: фізико–математичні науки. – 2005 – №4 – с. 275 – 279.

5. Barchuk O.I., Goloborodko A.A., Kurashov V.N., Oberemok Y.A., Savenkov S.N. Experimental investigations of light depolarization under multiple scattering. // Proceedings of SPIE. – 2006 – Vol.6254 – 62540W.

6. Barchuk O.I., Goloborodko A.A., Kurashov V.N. Experimental studies of coherent light propagation under multiple scattering. // Ukrainian journal of physics – 2006 – Vol.51 No.9 – p. 850 – 857.