Исследование влияния оптической анизотропии рассеивающих сред на поляризационные характеристики рассеянного света

• Автор: Спивак, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.02, 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Кожная ткань как предмет исследования

1.1. Компоненты кожной ткани.

1.1.1. Клетки.

1.1.2. Структура клетки.

1.1.3. Волокна

1.2. Структура кожной ткани

1.2.1. Эпидермис

1.2.2. Дерма

1.2.3. Подкожная жировая клетчатка

1.2.4. Поверхностные липиды кожи
1.3. Особые образования на коже
1.3.1. Мелкие морщины.
1.3.2. Поры.
1.4. Области тела
1.5. Рассеяние света кожной тканыо.
1.6. Оптическая анизотропия биотканей
Выводы..V. .
Глава 2. Теоретические модели для описания поляризационнооптических свойств биотканей с анизотропными компонентами.
2.1. Простейшая модель оптически анизотропной биоткнаи среда, состоящая из однородных доменов
2.1.1. Микроскопическая модель
2.1.2. Макроскопическая модель
2.2. Общая модель.
2.2.1. Матрицы Мюллера и вращательные инварианты.
2.2.2. Адаптация к реальным экспериментальным условиям. Приведенные коэффициенты передачи
2.2.3. Физический смысл коэффициентов
2.2.4. Особенности поляризационных экспериментов по измерению характеристик отраженного света.
2.3. Экспериментальные методики исследования характеристик обратного рассеяния
2.4. Применение метода наименьших квадратов для обработки
экспериментальных данных
Глава 3. Исследование влияния оптической анизотропии рассеиваюгцих сред на поляризационные характеристики прошедшего света.
3.1. Методики определения оптической анизотропии рассеивающих сред.
3.2. Экспериментальная часть
3.2.1. Экспериментальная установка
3.2.2. Модельные измерения
3.2.2.1. Модельная среда без рассеяния лента скотч
3.2.2.2. Политетрафторэтилеиовые пленки
3.2.2.3. Ориентированные модельные среды стеклянные и полипропиленовые цилиндрические волокна
3.2.3. Измерения на образцах кожной ткани i vi
Выводы.
Глава 4. Исследование влияния оптической анизотропии рассеивающих сред на поляризационные характеристики отраженного света.
4.1. Общая модель эксперимента.
4.2. Случай детектирования свет рассеянного строго назад.
4.3. Случаи детектирования света рассеянного под углом.
4.3.1. Теория
4.3.2. Эксперимент.
4.3.2.1. Схема эксперимента
4.3.2.2. Исследования модельных образцов.
4.3.2.3. Исследования кожной ткани
4.4. Методики исследования поляризационных характеристик обратного рассеяния анизотропных сред при фиксированных поляризаторе и
анализаторе.
4.4.1. Теория.
4.4.1.1. Однополяродная методика
4.4.2.2. Кроссполяроидная методика.
Глава 5. Система микроскопического поляризационного картографирования двулучепреломляющих биотканей
5.1. Теория метода
5.2. Адиабатический режим.
5.3. Техническая реализация и методика измерений
5.4. Эксперимент. Демонстрационные примеры
5.5. Эксперимент. Биоткани животного происхождения
Библиографический список используемой литературы.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Впервые исследовано влияние структурной и материальной анизотропии рассеивающих сред на состояние поляризации рассеянного света видимого и ближнего инфракрасного диапазонов спектра в геометрии детектирования прошедшего света. Впервые показано, что оптическая анизотропия кожной ткани на макроскопическом уровне проявляется при детектировании прошедшего света ИК диапазона спектра более явно по сравнению с видимым диапазоном спектра. Впервые оценены возможности однополяроидной и кроссполяроидной схем измерения характеристик света, рассеянного назад, при исследовании анизотропных рассеивающих сред. Разработана новая поляриметрическая методика определения анизотропных свойств рассеивающих сред, включая биоткани, при наклонном детектировании обратно рассеянного света. Разработаны новые метод и устройство поляризационного картографирования двулучепреломляющих биотканей, позволяющие адекватно характеризовать образцы с азимутальной вариацией локальной оптической оси в направлении распространения зондирующего света. Впервые показано, что ряд биотканей с анизотропными элементами способны поворачивать плоскость поляризации проходящего через ткань света за счет структурной хиральности среды, при этом, чаще всего, поляризованное излучение распространяется через ткань в режиме квазиадиабатического отслеживания. Результаты, полученные в результате проведенных исследований, существенно расширяют представления о поляризационных методах исследования оптической анизотропии рассеивающих сред, в том числе биотканей, что в свою очередь может иметь значение для целого ряда применений. Развитие научного потенциала высшей школы гг. СГУ по заданию Федерального агентства по образованию РФ проект 1. СГУ по заданию Федерального агентства по образованию на годы проект 1. Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методик расчета и измерений, соответствием теоретических выводов экспериментальным данным, воспроизводимостью результатов экспериментов, а также их согласованием с экспериментальными результатами, полученными другими авторами. Способ параметризации зависимостей характеристик рассеяния, измеряемых при раздельном детектировании ко и кросс поляризованных компонентов рассеянного образцом света в случае нормального падения и наклонного детектирования, от азимутальной ориентации образца. При поляризационноспектральных измерениях предложенный способ параметризации позволяет компактно характеризовать образцы с низкой симметрией оптических свойств, включая биоткани, с помощью спектров небольшого числа вращательных инвариантов. Методика микроскопического поляризационного картографирования биотканей с двулучепреломляющими элементами, основанная на формировании компьютерных изображений объекта, полученных при различных ориентациях поляризатора и анализатора, и позволяющая исследовать анизотропные среды с азимутальной вариацией локальной оптической оси в направлении распространения зондирующего света. Методика реализована в новом приборе с автокоррекцией флуктуаций темнового тока и интенсивности источника, что обеспечивает высокую точность измерений. Ряд биотканей с анизотропными элементами способны поворачивать плоскость поляризации проходящего через ткань света за счет структурной хиральности среды, при этом чаще всего, поляризованное из лучение распространяется через ткань в режиме квазиадиабатического отслеживания. В частности, это позволяет оценивать эффективную разность хода ортогонально поляризованных волн и определять локальную ориентацию оптических осей на внешних границах анизотропных участков образца. Саратовском государственном университете. На Всероссийской молодежной выставкеконкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций УМНИК Саратов, фант программы УМНИК был присужден проекту Система микроскопического поляризационного картографированиядвулуче преломляющих биотканей автор Спивак . .. По теме диссертации опубликовано 7 статей, из них 2 статьи в журналах из перечня ВАК. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержит 0 страниц машинописного текста, включая рисунков и таблиц, и список используемых источников, насчитывающий 0 наименования.