Анотація до роботи:

Оберемок Є.А. Взаємодія поляризованого електромагнітного випромінювання з однорідними анізотропними середовищами. –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, 2005.

Робота присвячена проблемі розвитку поляриметричних методів дослідження однорідних анізотропних середовищ та проблемі поширення цих методів на більш широкий клас середовищ, зокрема, біологічних. У роботі запропоновано оптимальну, з точки зору швидкодії та точності, схему вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ, що базується на використанні матричного методу Мюллера. У схемі вимірюються елементи перших трьох стовпців матриці Мюллера середовища при його послідовному зондуванні лінійно поляризованим випромінюванням з трьома різними азимутами орієнтації. Також у роботі удосконалюється поляриметрична модель анізотропії однорідних середовищ, що дозволяє аналізувати їхні матриці Мюллера в термінах параметрів кругової та лінійної, фазової і амплітудної анізотропії. Описуються результати поляриметричних досліджень розсіювання випромінювання He-Ne лазера біологічними об’єктами рослинного походження (листяним покривом дерев дуба) з використанням запропонованої схеми вимірювання та удосконаленої моделі анізотропії однорідних середовищ.

Основні результати роботи полягають у наступному:

1. Запропоновано оптимальну схему вимірювання анізотропних характеристик однорідних середовищ з використанням лінійно поляризованого випромінювання з трьома різними азимутами площини поляризації. У схемі вимірюється неповна матриця Мюллера середовищ без четвертого стовпця. Показано, що матриця повністю описує однорідні середовища стосовно до їх впливу на поляризацію випромінювання. Для максимальної точності вимірювань елементів матриці азимути зондуючих поляризацій мають відрізнятися на 60⁰. У порівнянні з випадком вимірювання всіх елементів матриці Мюллера, вимірювання їх частини за запропонованою схемою дозволяє в 1.3 рази скоротити час вимірювань та в 1.4 рази збільшити їх точність.

2. Удосконалено поляриметричну модель формування анізотропії однорідних середовищ, що базується на їх представленні послідовністю чотирьох основних видів анізотропії: лінійної фазової, кругової фазової, лінійної амплітудної та кругової амплітудної, у вказаному порядку слідування. Отримано вирази для розрахунку параметрів, які кількісно характеризують згадані види анізотропії (параметри анізотропії) з використанням елементів матриці Мюллера.

3. На основі використання матричного методу Мюллера та вдосконаленої поляриметричної моделі однорідних анізотропних середовищ вперше проведено експериментальні дослідження анізотропного розсіювання лазерного випромінювання з довжиною хвилі 0.63 мкм біологічними об’єктами рослинного походження (листяним покривом дерев). Встановлено загальний вигляд матриць Мюллера для даного класу біологічних об’єктів при прямому та зворотному розсіюванні випромінювання. Виміряні кутові залежності елементів матриці Мюллера досліджуваних зразків для обох напрямків розсіювання одразу після зриву листя та через наступні 24 години його зберігання в нормальних умовах. Встановлено, що зміни у фізіологічному стані досліджуваних зразків, викликані їх природним висиханням, призводять до зменшення величини діагональних елементів матриці Мюллера. Проте, аналіз анізотропних характеристик зразків у рамках удосконаленої поляриметричної моделі показав, що параметри їх анізотропії (величина лінійної амплітудної та фазової анізотропії, та кругової фазової анізотропії) можуть залишатися незмінними. Таким чином, удосконалена модель надає додаткову можливість для діагностики стану біологічних об’єктів, пов’язаного зі зміною їх анізотропних властивостей.

Публікації автора:

1. Оберемок Є.А., Савенков С.М. Оптимізація параметрів Мюллер-поляриметра при дослідженні детермінованих об’єктів методом трьох поляризацій. //Укр. фіз. журн. - 2000. - Т.45. - №1. - C.124-127.

2. Оберемок Є.А., Савенков С.М. Мюллер-поляриметрія детермінованих об’єктів // Вісн. Київ. ун-ту, Сер. фіз.-мат. науки. – 2000. - №1.- C. 403-406.

3. Оберемок Є.А., Савенков С.М. Розв’язок оберненої задачі поляриметрії для детермінованих об’єктів на основі неповних матриць Мюллера // Укр. фіз. журн. - 2002. - T.47. - №8. - C.803-807.

4. Оберемок Е.А., Савенков С.Н. Определение поляризационных характеристик объектов методом трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. – 2002. - Т.69. - №1. - C.64-68.

5. Савенков С.М., Юштін К.Е., Оберемок Є.А. Проблема похибок при вимірюванні матриць Мюллера ряду поляризаційних класів об’єктів з ізотропною деполяризацією // Укр. фіз. журн. – 2002. - Т.47. - №9. - C.898-903.

6. Оберемок Е.А., Савенков С.Н Структура детерминированных матриц Мюллера и их восстановление в методе трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. – 2003. - Т.70. - №.2. - C.203-207.

7. Savenkov S.N., Muttiah R.S., Oberemok Y.A. Transmitted and reflected scattering matrices from an English Oak leaf // Applied Optics. – 2003. – Vol.42. - №24. – P. 4955-4962.

8. Savenkov S.N., Oberemok Y.A. Transition of experimental error through the Mueller matrix decomposition // SPIE Proc. – 2003. - Vol. 5475. - P. 99-107.

9. Cавенков С.Н., Оберемок Е.А. Восстановление полной матрицы Мюллера произвольного объекта в методе трех зондирующих поляризаций // Журнал прикладной спектроскопии. – 2004. - Т.71. - №.1. - C.115-118.