Скачать презентацию СИНГУЛЯРНАЯ НАНО ОПТИКА ОПТИКА XXI ВЕКА М С Скачать презентацию СИНГУЛЯРНАЯ НАНО ОПТИКА ОПТИКА XXI ВЕКА М С

608c2d7a476e462869b970e82fb83a84.ppt

  • Количество слайдов: 18

СИНГУЛЯРНАЯ (НАНО)ОПТИКА – ОПТИКА XXI ВЕКА М. С. Соскин, Институт физики НАН Украины Сингулярность СИНГУЛЯРНАЯ (НАНО)ОПТИКА – ОПТИКА XXI ВЕКА М. С. Соскин, Институт физики НАН Украины Сингулярность 1. Оригинальность, неповторимость; 3. особенность; 5. мат. особая точка функции. Сингулярная оптика изучает ранее неизвестные свойства световых полей с сингулярностями волнового фронта ( «оптические вихри» ) и их возможные приложения. Показано, что именно сингулярности (дислокации) волнового фронта определяют основные свойства световых полей и их структуру (топологию)

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛНОВОГО ДВИЖЕНИЯ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛНОВОГО ДВИЖЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИЕ ВИХРИ Распределение интенсивности Фазовый геликоид Динамика оптического вихря “Воронка” интенсивности “Фазовая” ступенька ОПТИЧЕСКИЕ ВИХРИ Распределение интенсивности Фазовый геликоид Динамика оптического вихря “Воронка” интенсивности “Фазовая” ступенька

 «БЕЛЫЕ» РАДУЖНЫЕ ВИХРИ Экспериментальная схема Поперечная структура «белого» Расстояние 1 м 1. квазиточечный «БЕЛЫЕ» РАДУЖНЫЕ ВИХРИ Экспериментальная схема Поперечная структура «белого» Расстояние 1 м 1. квазиточечный источник белого света 2, 4. линза 3. 35 m диафрагма 5. 1, 5 mm диафрагма 6. спиральная фазовая пластинка для генерации «белого» вихря 7. 0, 4 mm диафрагма 8. коллимирующий объектив радужного вихря 9. тестирующая игла 10. CCD камера Расстояние 80 м

ТОЖДЕСТВЕННОСТЬ СТРУКТУРЫ КРАЕВОЙ И ВИНТОВОЙ ДИСЛОКАЦИЙ КРИСТАЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ И ОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОГО ФРОНТА Дислокациии кристаллической ТОЖДЕСТВЕННОСТЬ СТРУКТУРЫ КРАЕВОЙ И ВИНТОВОЙ ДИСЛОКАЦИЙ КРИСТАЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ И ОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОГО ФРОНТА Дислокациии кристаллической решетки Краевая Винтовая Сингулярности волнового фронта Краевая Винтовая

УНИВЕРСАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СИНГУЛЯРНОСТЕЙ/ДИСЛОКАЦИЙ Сингулярности волнового фронта – это НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ В ВОЛНОВОЙ ТЕОРИИ, справедливая УНИВЕРСАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СИНГУЛЯРНОСТЕЙ/ДИСЛОКАЦИЙ Сингулярности волнового фронта – это НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ В ВОЛНОВОЙ ТЕОРИИ, справедливая для любого типа волнового движения (J. Nye, V. Berry, 1974, Proc. R. Soc. Lond. A 336 165). Структура (топология) сингулярностей / дислокаций универсальна q для волн любой природы: оптические вихри, магнитные вихри Абрикосова в сверхпроводниках, волновая функция в квантовой механике и др; q в упорядоченных (само-организованных) системах: кристаллические решётки, жидкие кристалы и др.

СИНТЕЗ ВИХРЕВЫХ ПУЧКОВ Голографический метод синтеза оптических вихрей был предложен в ИФ НАНУ в СИНТЕЗ ВИХРЕВЫХ ПУЧКОВ Голографический метод синтеза оптических вихрей был предложен в ИФ НАНУ в 1990 г. : В. Ю. Баженов, М. В. Васнецов, М. С. Соскин, Лазерные пучки с винтовыми дислокациями, Письма ЖЭТФ, 1990 52 1037 Сингулярные голографические решётки Синтез оптических вихрей

 «ОПТИЧЕСКИЕ ПИНЦЕТЫ» Ловушка на основе Ловушка с Гауссовым пучком двух геликоидов Форма лазерного «ОПТИЧЕСКИЕ ПИНЦЕТЫ» Ловушка на основе Ловушка с Гауссовым пучком двух геликоидов Форма лазерного пучка Лазерный пучок включен Лазерный пучок выключен Сферы Si ( 1 m) в воде

ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОМАШИНА Двухпучковая ловушка Пучок вращает Микрокристалл кальцита 2 m (100 -200 об/с) Зубчатое ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОМАШИНА Двухпучковая ловушка Пучок вращает Микрокристалл кальцита 2 m (100 -200 об/с) Зубчатое колесо из сапфира 10 m вращается в противоположную сторону Кристалл кальцита вращается за счёт воздействия орбитального углового момента оптического вихря. Его вращение ~ 0. 2 об/с передаётся зубчатке через вязкость воды. M. E. F. Friese et al. Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 547

Высокогорная наблюдательная база «Терскол» Главной астрономической обсерватории НАНУ Наблюдатели НАН Украины готовы к бою Высокогорная наблюдательная база «Терскол» Главной астрономической обсерватории НАНУ Наблюдатели НАН Украины готовы к бою (1977)

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИНГУЛЯРНЫЕ ЯЧЕЙКИ теория эксперимент ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИНГУЛЯРНЫЕ ЯЧЕЙКИ теория эксперимент

СКЕЛЕТОН ПРОИЗВОЛЬНОГО СВЕТОВОГО ПОЛЯ Определяется его сингулярностями (○, ● ) и седлами (●), которые СКЕЛЕТОН ПРОИЗВОЛЬНОГО СВЕТОВОГО ПОЛЯ Определяется его сингулярностями (○, ● ) и седлами (●), которые соединяются ( «тропами по гребням» ) бифуркационными линиями. Скелетон однозначно задает пространственные параметры всех остальных точек поля и определяет его временную эволюцию Скелетон поля может рассматриваться как его «топологический паспорт»

ТОПОГРАФИЯ ПЛАНАРНОЙ ЖК ЯЧЕЙКИ С ТВИСТОМ НА 45 Распределение азимута Поляризации (0 -35. 9º) ТОПОГРАФИЯ ПЛАНАРНОЙ ЖК ЯЧЕЙКИ С ТВИСТОМ НА 45 Распределение азимута Поляризации (0 -35. 9º) эллиптически поляризованных колебаний излучения на выходе из ячейки Распределение эксцентриситета (– 0. 62 -0) эллиптически поляризованных колебаний излучения на выходе из ячейки Распределение интегральной интенсивности поляризованного света на выходе из ячейки Разброс параметров эллиптически поляризованного излучения по сечению пучка

SINGULAR OPTICS BY M. S. Soskin and M. V. Vasnetsov Institute of Physics, National SINGULAR OPTICS BY M. S. Soskin and M. V. Vasnetsov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Prospect Nauki 46, Kiev, 03650 Ukraine

Singular optics 2003 Singular optics 2003

ОСНОВНЫЕ СОАВТОРЫ РАБОТ ПО СИНГУЛЯРНОЙ ОПТИКЕ АUSTRALIA Prof. N. Heckenberg УКРАИНА Институт физики НАНУ ОСНОВНЫЕ СОАВТОРЫ РАБОТ ПО СИНГУЛЯРНОЙ ОПТИКЕ АUSTRALIA Prof. N. Heckenberg УКРАИНА Институт физики НАНУ С. н. с. М. В. Васнецов, с. н. с. В. Ю. Баженов, д. ф. -м. н. В. Н. Горшков, н. с. А. В. Креминская, н. с. И. В. Басистый, м. н. с. Г. В. Богатырева, н. с. И. Г. Мариенко, вед. инж. В. Г. Денисенко, вед. инж. В. В. Слюсар, асп. Р. И. Егоров, асп. А. П. Ивановский, асп. В. А. Пасько. Институт прикладной оптики НАНУ Д. ф. -м. н. С. П. Анохов, c. н. с. Р. А. Лымаренко. Одесский университет Доц. А. Я. Бекшаев. Симферопольский университет Проф. А. В. Воляр, доц. К. Н. Алексеев, доц. Т. А. Фадеева. Черновицкий университет Проф. О. В. Ангельский, проф. И. И. Мохунь, проф. П. В. Полянский, к. ф. -м. н. А. И. Мохунь. ISRAEL Prof. I Freund. USA Prof. E. Wolf, Prof. G. Swartzlander, Prof. A. I. Khizhnyak, Dr. A. Deykoon, Dr. S. Ponomarenko.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ q Сингулярности световых полей (оптические вихри и др. ) определяют их структуру ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ q Сингулярности световых полей (оптические вихри и др. ) определяют их структуру (топологию) и все основные свойства. q Разработан универсальный голографический метод синтеза лазерных пучков с оптическими вихрями. q Развита и экспериментально подтверждена концепция о скелетоне (сингулярной сетке) оптических волновых полей, аналоги реальных кристаллических решёток с дифектами (дислокациями). q Развита и опробована техника сингулярной Стокс-поляриметрии для инспекции и паспортизации реальных оптических сред/элементов с неоднородностями. Она перспективна как новый интегральный метод Исследования и описания ( «топологический паспорт» ) сред в биологии и медицине

ВИХРИ В КРОВИ ПРЕДОХРАНЯЮТ ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА Осевое сечение Поперечное сечение ВИХРИ В КРОВИ ПРЕДОХРАНЯЮТ ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА Осевое сечение Поперечное сечение