Однозначність розв’язку оберненої задачі поляриметрії для середовищ із складною анізотропією

Куриленко Р. О. Однозначність розв’язку оберненої задачі поляриметрії для середовищ із складною анізотропією : дис. ... доктора філософії : 105 Прикладна фізика та наноматеріали. Київ, 2025. 169 с.

Куриленко Р.О. Однозначність розв’язку оберненої задачі поляриметрії для середовищ із складною анізотропією. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. – Київ, 2025.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань
10 «Природничі науки», 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2025.
Поляризаційні властивості анізотропних середовищ є важливою темою досліджень у сучасній оптиці, зокрема в контексті аналізу зміни стану поляризації світла при поширенні через складні анізотропні середовища. Одним із ключових викликів при аналізі таких середовищ є проблема однозначності умов, за яких досліджуване середовище характеризується ортогональними власними поляризаціями, а також дослідження складних типів анізотропії: виродженої, невласного та неермітового дихроїзму. Це актуалізує необхідність аналізу різних матричних моделей опису поляризаційних властивостей середовищ, зокрема: однорідної та мультиплікативної, а також визначення їхнього фізичного змісту для дослідження властивостей реальних середовищ.
Ключовим аспектом дослідження є аналіз поляризаційних властивостей середовищ у рамках теореми полярного розкладу, яка, на відміну від альтернативних підходів, дозволяє ефективно описувати не лише прості, але й складні типи анізотропії. Вперше було комплексно досліджено роль параметра неоднорідності як індикатора ортогональності власних поляризацій та його залежність від параметрів анізотропії. Показано, що полярна модель є однозначною для середовищ із тільки фазовою або тільки амплітудною анізотропією, тоді як у випадку середовищ з кількома видами анізотропії одночасно однозначність втрачається, і параметри моделі залежать від вибору послідовності дії окремих елементів.
Особливої уваги надано аналізу поздовжньо неоднорідних закручених середовищ, які широко застосовуються в рідкокристалічних технологіях. Встановлено, що для середовищ із лінійною та циркулярною фазовою анізотропією ортогональність власних поляризацій зберігається на будь-якій товщині. Натомість у середовищах із амплітудною або комбінованою анізотропією ортогональність можлива лише за певних умов. Це дозволяє краще розуміти фізичні основи роботи оптичних елементів і вдосконалювати їх проєктування.
Дисертаційне дослідження є одним із перших, яке ґрунтовно досліджує взаємозв’язок між параметрами анізотропії, умовами ортогональності власних поляризацій і умовами, за яких реалізуються складні типи анізотропії. Запропонований підхід дозволяє здійснювати кількісну оцінку ефективності моделювання анізотропних систем та має значний потенціал для застосування в оптичних технологіях, біомедичних дослідженнях та матеріалознавстві.
Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості вибору таких параметрів анізотропних середовищ, які потрібні для забезпечення визначених поляризаційних властивостей у прикладних задачах, а також у розробці нових методів діагностики органічних і неорганічних матеріалів за допомогою методів поляриметрії. Результати можуть бути використані для вдосконалення методів чисельного моделювання оптичних систем, а також у навчальному процесі в галузі взаємодії, розповсюдження і розсіювання поляризованого електромагнітного випромінювання з об’єктами різної природи.
Крім того, результати дисертаційної роботи можуть використовуватися для розробки навчальних курсів для підготовки фахівців у галузі прикладної фізики.