Развитие методов поляризационного и спекл-коррелометрического анализа неупорядоченных сред

• Автор: Захаров, Павел Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 148 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1 Исследование эффекта сохранения остаточной поляризации при некогерентном обратном рассеянии поляризованного света неупорядоченными средами

1.1 Постановка задачи

1.2 Поляризационные эффекты в условиях многократного рассеяния неупорядоченными средами
1.3 Феноменологическое описание явления остаточной поляризации обратно-рассеянного линейно поляризованного излучения

1.4 Моделирование методом Монте-Карло распространения поляризованного

излучения в многократно рассеивающей среде

1.5 Экспериментальное исследование эффекта сохранения поляризации обратно рассеянного излучения

1.6 Статистика поляризации парциальных составляющих рассеянного оптического поля

1.7 Выводы
Глава 2 Применение методов динамического рассеяния света к исследованию
нестационарного массопереноса в пористых средах
2.1 Постановка задачи
2.2 Исследование оптических свойств бумаги
2.3 Применение методов динамического рассеяния света для анализа сред с
динамическими рассеивателями
2.4 Моделирование процесса развития фронта испарения в пористых средах .
2.5 Экспериментальное исследование процессов испарения жидкой фазы из
пористых сред
2.6 Исследование динамики испарения насыщающих жидкостей из упорядоченной пористой среды

2.7 Выводы

Глава 3 Применение методов динамического рассеяния света к исследованию
нестационарных и неэргодических процессов
3.1 Постановка задачи
3.2 Методы анализа флуктуации интенсивности при рассеянии света нестационарными средами
3.3 Применение вейвлет-преобразования для спектрального анализа нестационарных сигналов спекл-коррелометрии
3.4 Обработка непрерывным вейвлет-методом данных спекл-коррелометрических
исследований процессов испарения жидкой фазы из пористых сред
3.5 Определение локальных характеристик динамики посредством пространственной статистики временной частоты
3.6 Прямое вычисление ширины спектра сигналов методом дробного дифференцирования
3.7 Выводы
Глава 4 Исследование процесса капиллярного подъема жидкости в неупорядоченных пористых средах с использованием методов спекл-коррелометрии
4.1 Постановка задачи
4.2 Исследование движения фронта капиллярного подъема методами спекл-коррелометрии
4.3 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение А. Исходный код основного модуля программы регистрации

Введение
Исследования распространения когерентного излучения в неупорядоченных рассеивающих средах в настоящее время являются одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений современной статистической оптики. Интерес к данной тематике обусловлен прежде всего рядом недавно обнаруженных фундаментальных эффектов, наблюдаемых в таких средах [1], как, например, эффект локализации рассеянного излучения [2], который имеет аналогии с квантово-механическими явлениями, наблюдаемыми в неупорядоченных металлах (в частности, с так называемой андерсоновской локализацией электронов [3]). Другим примером является существование пространственно-временных корреляций многократно рассеянного излучения, обусловленных микроскопической динамикой и структурными особенностями системы.
Открытие подобных когерентных эффектов, которые традиционно считались подавленными в результате стохастизации многократно рассеянных световых полей, стало возможным только благодаря появлению современной экспериментальной техники и прежде всего применению лазеров и автоматизации эксперимента [ 1 ] и хотя первые результаты появились уже почти 20 лет назад, существуют проблемы, которые еще требуют решения; в частности, остается открытым ряд вопросов, связанных с исследованием статистических и поляризационных характеристик обратно рассеянного излучения.
С другой стороны, все указанные эффекты являются основой для создания принципиально новых методов диагностики многократно рассеивающих сред [4,5], в частности, методики, основанные на эффекте сохранения остаточной поляризации и когерентности рассеянного излучения, уже воплощаются в установках, предназначенных для применения в медицине и материаловедении. Так, поляризационная селекция составляющих рассеянного излучения с малой кратностью рассеяния позволяет значительно улучшить качество изображений, получаемых при изучении биологических тканей на просвет и увеличить глубину исследования при помощи обратно рассеянного излучения. Кроме того, зависимость степени остаточной поляризации от размеров рассеивателей дает новые возможности для идентификации злокачественных образований в тканях [6-9].
Также показано, что эффект сохранения когерентности рассеянного излучения мо-

выявления канцерогенных клеток, ядра которых значительно отличаются по размерам от здоровых [76].
Кроме того, представляется перспективным объединить методику поляризационной селекции малократно рассеянных компонент оптического поля с методикой управления оптическими параметрами биоткани посредством иммерсионных агентов [77-79] для просветления поверхностных слоев и увеличения глубины и качества исследования методами отражательной и конфокальной микроскопии. Подобное объединение позволит значительно увеличить возможности обоих методик для исследования морфологических изменений и гемодинамики в биотканях.