2006 г.
1. На основе оптики спиральных пучков предложен способ расчета двумерных вихревых фазовых элементов, преобразующих при фокусировке гауссов пучок в световое поле, профиль интенсивности которого имеет форму замкнутой линии. Установлено, что число градаций фазы можно менять в широких пределах без существенной потери качества (например, при уменьшении числа градаций фазового транспаранта с 512x512 до 64x64 качество профиля интенсивности получаемого поля ухудшается менее чем на 10%). Рассчитаны и экспериментально реализованы световые поля с профилем интенсивности одинаковой формы, но различными числами квантования и различными значениями углового момента. Поля с ненулевым угловым моментом были использованы для управления движением микрочастиц. Экспериментально подтверждено, что скорость вращения частицы как целого определяется суммарным значением углового момента пучка, а скорость её перемещения по заданной траектории - значением производной фазы поля вдоль траектории движения.
Лазерно-измерительная лаборатория, зав. лаб., д.ф.-м.н. Волостников В.Г.
2. Проведены эксперименты по измерениям характеристик кислородно-йодной среды, получаемой смешением потока O2(1Δ) из химического генератора и потока атомарного йода из разрядного генератора. Получены распределения интенсивностей эмиссионного излучения электронно-возбуждённых атомов йода, молекул I2 и O2(1Δ) вдоль газового потока. Установлено, что время жизни электронно возбужденных молекул кислорода в состоянии O2(1Δ), оказывается на ~30% больше в том случае, когда атомарный йод предварительно вырабатывается при разложении CH3I в разряде, по сравнению с традиционной диссоциацией I2O2(1Δ) находятся на первом колебательном уровне энергии. в потоке синглетного кислорода; продукты диссоциации метилиодида в разряде не оказывают вредного воздействия на активную среду; нагрев газа в разряде не оказывает значительного воздействия на активную среду; в кислородно-йодной среде 10-15% всех молекул
Творческий коллектив «Фотон», рук., к.ф.-м.н. Шепеленко А.А.
3. В разрядной системе, модернизированной с целью снижения потерь в приэлектродной области и на поверхности электрода, проведены эксперименты по измерениям концентраций синглетного кислорода. Установлено, что тушение молекул O2(1Δ) в приэлектродной области происходит со значительными скоростями, с вероятностью тушения в 1.5-2 раза большей, чем известно из литературы для тушения молекул O2(1Δ) металлической поверхностью. Проведены теоретические оценки и получены аналитические выражения для максимальных концентраций O2(1Δ) в разряде постоянного тока. Показано существование оптимальной концентрации электронов, при которой достигается максимальная относительная концентрация O2(1Δ). Рассчитаны зависимости максимальных концентраций O2(1Δ) от параметра E/N для разряда в кислороде. При значениях E/NO2(1Δ)превышают 15%, что является достаточным для создания активной среды кислородно-йодного лазера. менее ≈35 Тд предельные значения относительных концентраций
Творческий коллектив «Фотон», рук., к.ф.-м.н. Шепеленко А.А.
4. Исследована структура ударной волны в колебательно-возбуждённом газе с экспоненциальной моделью релаксации при разных степенях неравновесности. Рассчитана акустическая дисперсия и построены ударные адиабаты. Показано, что ударная адиабата в неравновесной среде с поддерживаемым извне избытком колебательной энергии имеет две ветви и точку пересечения с замороженной адиабатой. Получено уравнение, описывающее профиль плотности стационарной ударной волны за разрывом и профиль автоволнового импульса. С помощью этого уравнения найдены профили плотности, давления и температуры в сильных и слабых стационарных ударных волнах при разных степенях неравновесности СО2 - содержащей среды.
Теоретический сектор, зав. сектором, д.ф.-м.н. Молевич Н.Е.
5. Исследована методика конверсии пучка диодного лазера в заданную поперечную моду Эрмита-Гаусса на основе кольцевого bow-tie интерферометра и астигматического конвертора. Проведены эксперименты по контролируемому возбуждению Эрмитт-Гауссовских мод с помощью пространственного рассогласования, вызванного смещением входного лазерного пучка, и с помощью комбинированного возмущения (смещение и наклон). Выполнено измерение эффективности возбуждения мод до 9-го порядка. Максимальный порядок моды, который удалось возбудить в данном эксперименте, соответствует TEM0,12. Результаты измерений качественно совпадают с результатами модельных расчетов, выполненных в приближении гауссовских пучков и полного согласования импедансов накопительного кольцевого интерферометра. Экспериментально продемонстрировано, что система захвата обеспечивает стабильную работу установки на заданной пространственной моде в течение нескольких минут.
Численно и экспериментально исследованы способы формирования ловушек с ненулевым угловым моментом для задач лазерной манипуляции. Реализованы следующие типы ловушек: массив вихревых аксиконов, двумерный массив колец, массив треугольников. Проведены эксперименты по перемещению микроскопических частиц с помощью сформированных полей. Расчетная скорость движения частиц хорошо согласуется с экспериментально зафиксированной. Для манипуляции объектами биологического происхождения предложен новый тип пучков: с локальным минимумом интенсивности в поперечном сечении формирующей кривой. Рассчитаны и изготовлены фазовые элементы для их формирования.
Лазерно-измерительная лаборатория, зав. лаб., д.ф.-м.н. Волостников В.Г.
Лаборатория моделирования и автоматизации лазерных систем, зав. лаб., к.ф.-м.н. Котова С.П.
6. Проведены исследования оптического отклика корректора на керамической подложке интерферометрическим методом в схеме со скрещенными поляроидами в зависимости от его конструктивных особенностей. Экспериментально установлено, что профиль фазовой задержки корректора для одного контакта имеет вид близкий к осесимметричному распределению. Отклик корректора не зависит от частоты напряжения в диапазоне от 1÷100 кГц. Величина фазовой задержки определяется только величиной прикладываемого напряжения. С увеличением напряжения возрастает глубина фазового распределения и ширина его профиля. Экспериментально установлено, что с ростом расстояния от торца контакта до ЖК слоя ширина распределения фазовой задержки увеличивается.
Предложена математическая модель ЖК корректора на керамической подложке. В рамках одноконтактного приближения проведено моделирование распределений напряжения и профиля фазовой задержки. Результаты расчётов удовлетворительно согласуются на качественном уровне с результатами экспериментального исследования.
Лазерно-измерительная лаборатория, зав. лаб., д.ф.-м.н. Волостников В.Г.
Лаборатория моделирования и автоматизации лазерных систем, зав. лаб., к.ф.-м.н. Котова С.П.