Просторово-часова хаотизація оптичного поля, розсіяного динамічними середовищами - Автореферат

Чернівецький Національний Університет імені Юрія Федьковича Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Максимяк Петро Петрович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри кореляційної оптики Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, Махній Віктор Петрович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри оптоелектроніки; Захист дисертації відбудеться «26» вересня 2009 р. о 17.00 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.01 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича, за адресою: 58012, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м.Розсіювання когерентного оптичного випромінювання обєктами та середовищами приводить до утворення складного просторово-часового розподілу поля внаслідок інтерференційного складання парціальних хвиль. Традиційно дослідження часових флуктуацій поля розсіяного когерентного випромінювання проводиться методами кореляційної або допплерівської спектроскопії. Просторово-часовий хаос може виникати в процесі розвитку турбулентності в рідині або газі, в процесі згортання крові, в комірці з нематичним рідким кристалом (НРК), водних розчинах та інших середовищах. Дослідження, результати якого представлено у дисертації, виконувалось відповідно до програми наукової тематики кафедри кореляційної оптики Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича «Підходи сингулярної оптики в задачах діагностики шорстких поверхонь». У роботі використовувалися методи: інтерферометрії та поляризаційної інтерферометрії (визначалися значення показника заломлення, статистичні моменти поля, функція когерентності поля); оптичної корелометрїі (визначалися статистичні моменти, кореляційні функції, розмірнісні параметри поля); допплерівської спектроскопії (визначалися часова кореляційна функція, спектр потужності оптичних сигналів); вейвлет-аналізу (проводилася вейвлет-фільтрація сигналів і зображень).Комплекс дозволив: звязати виконавчий пристрій та компютер за допомогою аналогово-цифрового перетворювача; розраховувати статистичні моменти сигналу (середнє значення, дисперсію, змішані моменти, кореляційну функцію, спектр потужності та інше); вимірювати та розраховувати стохастичні параметри сигналу (фазові портрети, фрактальну та кореляційну розмірність, кореляційний експонент, показники Ляпунова, спектр сингулярності та інші). Якщо - початкова відстань між двома вихідними точками фазових траєкторій, то через час t відстань між траєкторіями, що виходять із цих точок, буде такою: ,(2) де: - максимальний показник Ляпунова. Метод визначення МПЛ зі структурної функції запропоновано вперше нами, і він дозволяє: прискорити на два порядки його розрахунок; досліджувати двомірні розподіли інтенсивності; визначати МПЛ оптичного поля, тобто враховувати одночасно амплітуду і фазу поля (традиційна процедура дозволяє експериментально досліджувати тільки інтенсивність); у реальному часі експериментально визначати МПЛ з інтерференційних вимірювань поперечної функції когерентності поля. Експериментальні дослідження проводилися за допомогою оптико-електронного комплексу, що дозволяв: проектувати зображення граничного поля в площину дослідження; записувати часові флуктуації інтенсивності в розсіяному та граничному полях; визначати функцію когерентності граничного та розсіяного поля за допомогою інтерферометра поперечного зсуву. Температурні залежності МПЛ і КЕ для просторового розподілу фазових неоднорідностей мають максимум в області температури фазового переходу, а залежності МПЛ і КЕ для розподілу інтенсивності розсіяного поля не мають такого максимуму.

Основний зміст роботи