Сітки сингулярностей в оптичних полях
Аналітичне та експериментальне дослідження взаємозв'язку параметрів системи сингулярностей, особливих точок векторного поля та традиційних усереднених поляризаційних характеристик. Моделювання поведінки вектора Умова-Поінтінга в полях загального типу.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.09.2015 |
| Размер файла | 285,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Summary
Viktorovskaya Yu.Yu. Singularities networks of the optical fields. - Manuscript.
Thesis for a Candidate's Degree in Physics and Mathematics by specialty 01.04.05 - optics, laser physics. - Yu. Fedkovich Chernivtsi National University, Chernivtsi, 2006.
The systems of the Poynting singularities are introduced for the field of general kind. Topological regularities for such defects are formulated. Both analytical and experimentally the interrelations between Poynting singularities and traditional optical ones are considered. Both analytical and experimentally interrelations between sets of singular points of a vector field and traditional its averaged characteristics are established.
Experimentally, the presence of the angular momentum of a field in the area containing the -point is investigated. The dissertation's results are the theoretical basis for creation of new type of optical tweezers. Such optical tweezers allow us control the parameters of technological process of micro- and nanotechnologies irrespective of optical characteristics of micro objects.
Keywords: component vortex, vector field, Stocks parameters, Poynting vector, polarization singularities, s-contour, C-point, optical trap, orbital angular momentum.
Аннотация
Викторовская Ю.Ю. Сети сингулярностей в оптических полях. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.05 - “Оптика, лазерная физика”. - Черновицкий национальный университет, Черновцы, 2006.
В диссертации построена система сингулярностей вектора Умова-Поитинга для поля общего вида. Аналитически и экспериментально установлена взаимосвязь таких систем с традиционными оптическими сингулярностями оптического поля; а также между характеристиками поляризационных сингулярностей и усредненными поляризационными параметрами векторного поля.
Установлено, что характеристики поляризационных сингулярностей, систем особенных точек (вихрей разности фаз, -точек, седловых точек разности фаз (азимута поляризации)) определяют не только качественное поведение векторного поля в каждой его точке, но и однозначно связаны с его усредненными поляризационными характеристиками.
Впервые показано, что дисперсия разности фаз (дисперсия азимута поляризации) ортогональных компонент является функцией среднего расстояния между ближайшими вихрями одного знака, относящихся к разным ортогональным компонентам.
Установлено, что размеры областей, в которых существенно меняется поляризация, определяются только уровнем интегральной деполяризации. Размеры и положение -контуров для уровня деполяризации менее 50% зависят также и от эффективной разности фаз между компонентами. Размеры областей со значительными поляризационными изменениями поля сравнимы с утроенным расстоянием между центрами соседних вихрей одного знака, относящимся к разным линейно-поляризованным ортогональным компонентам. Размеры -контуров минимальны для преимущественной циркулярной поляризации векторного поля. Для уровня деполяризации более 50% структура поля становится аналогичной структуре полностью деполяризованного поля и размеры -контуров не зависят от эффективной разницы фаз между ортогональными компонентами.
Впервые исследованы особенности поведения характеристик вектора Умова-Поинтинга в электромагнитных полях в параксиальном приближении. Для такого приближения введена система сингулярностей азимута мгновенного и усредненного вектора Умова-Поинтинга для скалярных и векторных полей.
Показано, что в скалярных полях пассивные мгновенные сингулярности вектора Умова-Поинтинга характеризуются отсутствием мгновенного момента импульса поля в небольшой окрестности таких сингулярностей. Такие сингулярности меняют свое положение во времени и занимают одно и то же положение два раза за период светового колебания. Краевые мгновенные сингулярности скалярных полей являются протяжными дисклинациями поля и возникают вдоль линий, совпадающих с эквифазными линиями поля.
Позиции усредненных вихревых сингулярностей вектора Умова-Поинтинга скалярного поля совпадают с позициями фазовых вихрей поля. В зоне усредненных вихревых сингулярностей вектора Умова-Поинтинга наблюдается наибольшая плотность усредненного момента импульса по сравнению с другими областями поля. Позиции усредненных пассивных сингулярностей в скалярном поле совпадают с позициями стационарних точек фазы поля. В дальнем поле пассивные сингулярности, в основном, локализированы в седловых точках фазы.
Установлено, что позиции вихревых мгновенных сингулярностей вектора Умова-Поинтинга векторного поля зачастую совпадают с позициями мгновенных нулей поля. Однако они могут возникать и в середине области с неоднородною поляризацией. Дисклинации могут и не соответствовать вихревым сингулярностям, и в этом случае они являются пассивными сингулярностями поперечной составляющей вектора Умова-Поинтинга. При этом на -контуре возникают дополнительные мгновенные пассивные сингулярности, которые после возникновения покидают контур.
Вихревые сингулярности усредненного вектора Умова-Поинтинга в векторном поле ассоциируются с -точками с негативным топологическим индексом. Хиральность вихревых сингулярностей определяется закручивающим фактором волны в области, в которой находятся вихревые сингулярности. Пассивные сингулярности ассоциируются с позитивными -точками.
Позиции сингулярных точек вектора Умова-Поинтинга сдвигаются относительно позиций -точек при асимметрии распределений градиентов фаз и градиентов модулей амплитуд ортогональных компонент векторного поля. Величина смещения определяется соотношением величин этих градиентов.
Экспериментально исследовано наличие орбитального момента импульса поля в области, содержащей -точку.
Полученные результаты являются основой для разработки оптических пинцетов нового типа. Существование орбитального момента импульса в окрестности -точки и возможность управления усредненным орбитальным моментом импульса поля позволяет создавать оптические средства управления параметрами технологических процессов, которые оперируют с объектами микронных и субмикронных размеров независимо от оптических характеристик микрообъектов.
Ключевые слова: компонентный вихрь, векторное поле, параметры Стокса, вектор Умова-Поинтинга, поляризационные сингулярности, -контур, -точка, оптическая ловушка, орбитальный момент импульса поля.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розрахунок поля електростатичних лінз методом кінцевих різниць; оптичної сили імерсійних лінзи і об'єктива та лінзи-діафрагми. Дослідження розподілу потенціалів у полях цих лінз та траєкторії руху електронів в аксиально-симетричному електричному полі.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 03.01.2014Движение электронов в вакууме в электрическом и магнитном полях, между плоскопараллельными электродами в однородном электрическом поле. Особенности движения в ускоряющем, тормозящем полях. Применение метода тормозящего поля для анализа энергии электронов.
курсовая работа [922,1 K], добавлен 28.12.2014Характеристика матеріалів, які використовуються для одержання оптичних волокон: властивості кварцу, очищення силікатного скла, полімерні волокна. Дослідження методів та технології виробництва оптичних волокон. Особливості волоконно-оптичних ліній зв'язку.
курсовая работа [123,3 K], добавлен 09.05.2010Полевая концепция природы электричества является фундаментальной основой классической электродинамики. Поле электромагнитного векторного потенциала как физическая величина. Полевой эквивалент локальных характеристик микрочастицы. Электромагнитные поля.
реферат [70,5 K], добавлен 17.02.2008Понятие и свойства полупроводника. Наклон энергетических зон в электрическом поле. Отступление от закона Ома. Влияние напряженности поля на подвижность носителей заряда. Влияние напряжённости поля на концентрацию заряда. Ударная ионизация. Эффект Ганна.
реферат [199,1 K], добавлен 14.04.2011Математичне та фізичне моделювання обтікання тіл біля екрану з використанням моделей ідеальної та в’язкої рідини. Чисельне розв`язання рівнянь Нав’є-Стокса для ламінарного та турбулентного режимів. Застосування моделей та методів механіки рідин та газів.
автореферат [460,1 K], добавлен 16.06.2009Характеристика движения электронов: в вакууме, в однородном электрическом, ускоряющем, тормозящем, поперечном, магнитном полях. Использование уравнения Лапласа для описания аналитической картины электрического поля в пространстве, свободном от зарядов.
курсовая работа [883,5 K], добавлен 27.10.2011Огляд оптичних схем монокулярів: об’єктивів, призових обертаючих систем, окулярів. Розрахунок діаметра польової діафрагми. Огляд оптичних схем Кеплера і Галілея. Розрахунок кардинальних параметрів телескопічної системи за допомогою нульових променів.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 06.04.2013Різниця координат ідентичних точок реального й ідеального зображень. Проектування ходу променів через реальні оптичні системи. Особливості використання програм для обчислення аберацій оптичних систем. Якість зображення та дозволяюча здатність об'єктиву.
реферат [789,7 K], добавлен 12.02.2011Исследование особенностей деформации микрокапель прямых и обратных эмульсий в магнитных и электрических полях. Изучение указанных явлений с помощью экспериментальной установки (катушек Гельмгольца), создавая переменные и постоянные магнитные поля.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 26.08.2009Класифікація планарних оптичних хвилеводів. Особливості роботи з хлороформом. Методи вимірювання показника заломлення оптичного хвилеводу. Спектрофотометричні методи вимірювання тонких плівок. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.04.2013Ознакомление с основами движения электрона в однородном электрическом поле, ускоряющем, тормозящем, однородном поперечном, а также в магнитном поле. Анализ энергии электронов методом тормозящего поля. Рассмотрение основных опытов Дж. Франка и Г. Герца.
лекция [894,8 K], добавлен 19.10.2014Дослідження засобами комп’ютерного моделювання процесів в лінійних інерційних електричних колах. Залежність характеру і тривалості перехідних процесів від параметрів електричного кола. Методики вимірювання параметрів електричного кола за осцилограмами.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2013Примесные состояния атомного типа в полупроводниковых квантовых ямах, проволоках, точках во внешних полях. Магнитооптическое поглощение комплексов "квантовая точка–водородоподобный примесный центр". Актуальность исследований и их практическое применение.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 23.08.2010Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Правила додавання та множення векторів. Визначення понять дивергенції та циркуляції векторного поля. Випадки застосування оператора Гамільтона. Розгляд основних диференційних операцій другого порядку. Приведення інтегральних формул векторного аналізу.
конспект урока [336,5 K], добавлен 24.01.2012Вивчення основних закономірностей тліючого розряду. Дослідження основних властивостей внутрішнього фотоефекту. Експериментальне вивчення ємнісних властивостей p–n переходів. Дослідження впливу електричного поля на електропровідність напівпровідників.
методичка [389,4 K], добавлен 20.03.2009Огляд оптичних схем монокулярів: об’єктивів, призових обертаючих систем, окулярів. Огляд оптичних схем Кеплера і Галілея. Двохкомпонентні окуляри. Призмові обертаючі системи. Габаритний розрахунок монокуляра з вибором оптичної схеми об’єктива й окуляра.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 01.02.2013Експериментальне отримання швидкісних, механічних характеристик двигуна у руховому і гальмівних режимах роботи. Вивчення його електромеханічних властивостей. Механічні та швидкісні характеристики при регулюванні напруги якоря, магнітного потоку збудження.
лабораторная работа [91,8 K], добавлен 28.08.2015Вибір системи електроживлення будинку зв’язку за типом резервування, побудови і експлуатації. Розрахунок потужності та елементів схеми підтримання напруги на вході апаратури в заданих межах. Вибір схеми, типу резервного дизель-генераторного агрегату.
дипломная работа [129,9 K], добавлен 21.07.2015
