Развитие лазерных спекл-коррелометрических и дифрактометрических методов зондирования рассеивающих сред

• Автор: Здражевский, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ; ДИФРАКТОМЕТРИИ И СПЕКЛ-КОРРЕЛОМЕТРИИ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ РАССЕВАЮЩИХ СРЕД
1.1. Оптические методы анализа структуры случайно-неоднородных сред
1.2. Лазерные методы анализа динамики случайно-неоднородных сред
1.3. Фрактальные модели в оптике рассеивающих сред
1.4. Краткие выводы по главе
ГЛАВА II. ЛАЗЕРНАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ АМПЛИТУДНЫХ И ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ С ПРЕДФРАКТАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
2.1. Введение
2.1. Дифракция остросфокусированных когерентных пучков на движущихся предфрактальных одномерных амплитудных и фазовых экранах
2.2. Дифрактомерия in-vitro образцов эпидермиса кожи человека с различной морфологией
2.3 Краткие выводы по главе
ГЛАВА III. НИЗКОКОГЕРЕНТНОЕ СПЕКЛ-КОРРЕЛЯЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД В УСЛОВИЯХ СЛАБОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ ЗОНДИРУЮЩЕГО ПУЧКА
3.1 Введение
3.2. Статистический анализ оптических путей парциальных составляющих рассеянных оптических полей применительно к спекл-корреляциончой диагностике оптически тонких случайно-неоднородных сред
3.3. Метод низкокогерентного спекл-корреляционного зондирования оптически тонких случайно-неоднородных сред
3.4. Краткие выводы по главе

ГЛАВА IV. СПЕКЛ-КОРРЕЛОМЕТРИЯ ПОЛНОГО ПОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ РАССЕВАЮЩИХ СРЕД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ ВЫСШЕГО
ПОРЯДКА В КАЧЕСТВЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1 Введение
4.2. Статистические свойства рассеянного спекл-модулированного излучения
4.3. Спекл-коррелометрия полного поля динамических случайнонеоднородных рассевающих сред
4.4. Методика проведения эксперимента и обсуждение экспериментальных результатов
4.5. Краткие выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных направлений лазерной физики является разработка фундаментальных основ и практических приложений методов бесконтактного зондирования оптически неоднородных объектов и сред с использованием лазерного излучения. В качестве параметров, несущих информацию о структуре и динамике рассеивающих объектов, могут быть использованы статистические моменты различных порядков характеристик рассеянного лазерного излучения: интенсивности ; фазы, поляризации, а также их
комбинации, рассматриваемые вшшчзшве диагностических параметров, чувствительных к изменениям структуры! и динамики зондируемых объектов. Ряд важных результатов, полученных-в статистической радиофизике [1; 2; 10; 11] при решении задач взаимодействия электромагнитного излучения радиодиапазона с рассеивающими средами, впоследствии был с успехом применен при рассмотрении аналогичных-проблем в оптическом диапазоне [5-29].
С момента создания лазерных-- .источников на протяжении пяти десятилетий, интенсивное развитие техники и технологий в области создания новых источников и приемников оптического излучения стимулировало значительный интерес к решению фундаментальных и прикладных задач исследования процессов взаимодействия когерентного излучения с ансамблями движущихся рассеивателей различной природы [29-42]. Классическпмг примерами прикладных задач, успешно решаемых с помощью анализа стохастических интерференционных сигналов, формируемых в результате динамического рассеяния лазерного излучения, являются задачи визуализации и определения скорости движения- рассеивателей в оптически неоднородных средах [31-38] и параметров потоков газов - жидкостей и сыпучих материалов [39-42]. Следует также отметить успешное применение методов квазиупругого рассеяния света к анализу дисперсных систем со сложной структурой к динамикой: полимеризующихся сред, процессов агрегации и кластеризации

демонстрирует, что вклад малократно рассеянных составляющих и, предположительно, рассогласования значений коэффициента преломления между слоями, существенен при расстояниях между источником и приемником, сравнимым с двойным расстоянием между поверхностью и слоем мозговой жидкости. Адекватная оценка вкладов малократного рассеяния и рассогласования коэффициентов преломления является важным для количественного анализа результатов ДВС головного мозга при малых расстояниях между источником и приемником. Результаты, полученные при больших расстояниях приемник-источник, обеспечивающих возможность зондирования ткани коры головного мозга, являются менее чувствительными к влиянию вышеупомянутых факторов. Анализ результатов, полученных с использованием диффузионного приближения, качественно верно воспроизводит данные моделирования ДВС даже в случаях, когда присутствием нерассеивающего слоя нельзя пренебречь. Результаты исследований показывают, что не учет влияния мозговой жидкости приводит к заниженным приблизительно на 40% результатам измерения эффективных значений параметров массопереноса в коре на микроскопическом уровне, полученные с использованием ДВС при расстояниях «приемник-источник», достаточных для анализа микроскопической динамики в коре головного мозга.
ДВС метод полного поля применяется для исследования процессов медленного массопереноса в дисперсных системах (в частности, для исследования процесса сушки и формирования покрытий [90]). В [91] предложен новый подход к анализу детектируемых спекл-модулированных изображений, заключающийся во введении новых параметров для анализа потоков спекл-модулированных динамических изображений. К числу подобных параметров относится так называемый интервал между изображениями (“interimage distance”), в неявной форме связанный со временем корреляции флуктуаций интенсивности спеклов. В частности, показано, что по мере затухания динамических процессов в слое, данный параметр увеличивается и