Генерація оптичних потоків енергії для досягнення надроздільної здатності в оптиці

Abstract

Дисертація присвячена комплексному теоретичному та експериментальному дослідженню процесів генерації оптичних потоків енергії для підвищення надроздільної здатності сучасних оптичних систем. Метою роботи є розробка моделей формування вузьконаправлених інтенсивних оптичних потоків з заданими просторово- енергетичними та фазовими характеристиками. Досліджено механізми їх впливу на локалізацію світлового поля та якість оптичного зображення, а також взаємодію таких потоків з різними матеріалами та структурами. Окрему увагу приділено оптимізації умов для застосування результатів у волоконній оптиці, нанофотоніці, мікроскопії високої роздільної здатності та оптичних сенсорах нового покоління. У роботі розглянуті методи генерації вихрових пучків, створення фазових сингулярностей та контроль локалізації енергетичних потоків у двовісних кристалах і волоконних системах. Показано, що використання вихрових мод у волокнах дозволяє досягти високої точності при передачі оптичної інформації, зокрема в STED-мікроскопії та фотонних сенсорах. Наведено нові методики для стабілізації вихрових пучків та селекції мод у оптичних волокнах з різним профілем показника заломлення, що розширює можливості для застосування в біомедичних і нанотехнологічних системах. Отримані результати формують основу для розвитку нових оптичних технологій і пристроїв, спрямованих на підвищення точності вимірювань та маніпуляцій світлом. Розроблені методи можуть бути використані для створення компактних мікрооптичних елементів, вдосконалення оптичних систем та розвитку нових систем високої точності.