Індекс рубрикатора НБУВ: В333.1

Рубрики:

Експериментальні методи і апаратура фізики плазми

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

З використанням строгої теорії дифракції проаналізовано структуру межової "хвилі" Юнга - Рубеновича, що народжується в разі крайової дифракції обмеженого променя. Пояснено справжній зміст змодельованого комп'ютером переродження амплітудного розриву цієї "хвилі" в крайову дислокацію. Уточнено умови, що допускають ототожнення протяжних флангів межової "хвилі" з реальними хвилями електромагнітного поля.

Одержано розв'язок для задачі дифракції оптичних пучків на напівплощині. Отриманий розв'язок побудовано на основі крайової хвилі з дислокацією (EDW), що була введена для аналізу дифракції плоскої хвилі на напівплощині. Показано, що в задачах дифракції EDW відіграє роль власної моди подібно до плоскої хвилі у вільному просторі. Завдяки цьому розв'язок поставленої задачі зводиться до згортки кутового спектра вихідного пучка та EDW.

Представлено нові дані, що свідчать про неточність кирхгофівського опису процесу дифракції обмежених світлових пучків. Ряд відомих експериментальних фактів, що не мали в рамках цієї теорії однозначного тлумачення, досить просто пояснюється при переході до уявлень строгої теорії дифракції. Обговорюються труднощі, які заважають широкому використанню строгого підходу для вирішення практичних задач.

Розглянуто деякі особливості плоскопаралельного резонатора, котрі відповідають за кутову структуру вихідного випромінювання. Знайдено ряд загальних закономірностей побудування мод даного резонатора на рівні їх елементарної організації: кутової квантованості спектра вихідних плоских хвиль, реальної величини дифракційних втрат, явища переорієнтації хвилеводної траєкторії плоских хвиль, ролі оптичної заповненості резонатора тощо. Отримано дані, що найбільш істотно доповнюють традиційні уявлення про властивості мод в області малих апертур, охарактеризованих числом Френеля порядку або менше одиниці.

Проаналізовано сингулярні властивості крайової дислокаційної хвилі - основної інформаційної складової поля, що формується під час дифракції плоскої хвилі на півплощині. Показано, що аналітична структура даної хвилі повністю тотожна спіралі Корню, в той час, як для її фізичного моделювання потрібно об'єднання плоскої хвилі з крайовою дислокацією. Дислокації даного типу дуже критичні до дії на них будь-яких амплітудно-фазових збурень, що з урахуванням дії реальних шумів істотно ускладнює їх експериментальне виділення в чистому вигляді. Водночас просторовим положенням такої дислокації можна ефективно управляти, що змінює амплітуду та фазу однієї з хвильових компонент. Обговорено особливості структурної еволюції поля у разі ускладнення форми дифракційної апертури.

З використанням нової хвильової інтерпретації строгого розв'язку Зоммерфельда для плоскої хвилі, що дифрагує на півплощині, та одержаного раніше на його основі розв'язку задачі дифракції на щілині, знайдено розв'язок задачі про дифракцію плоскої хвилі на прямокутній і напівзакритій щілинній апертурі. Проаналізовано новий інтегральний метод розрахунку дифракції плоскої хвилі на довільній двовимірній апертурі, представленої множиною елементарних прямокутних апертур, тобто сукупністю однотипних полів з встановленою структурою.

Запропоновано важливе поліпшення юнгівської моделі дифракції. Нова інтерпретація базується на твердженні про існування процесу переносу енергії, спрямованого від залишкового поля до граничної хвилі, що формально може бути враховано введенням джерела для цієї хвилі на межі геометричної тіні. Цим надається законність використанню параболічного рівняння у вигляді стандартного рівняння дифузії - теплопровідності. За подібним підходом, було отримано компактне аналітичне представлення цієї хвилі для випадку дифракції плоскої хвилі на краю півплощини, яке повністю узгоджується з точним розв'язком Зоммерфельда та відомими експериментальними фактами.