Анотація до роботи:

Каркульовська М. С. Розробка методу обробки інтерферограм ФабріПеро для визначення параметрів плоскопаралельних плівкових структур. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18.– фізика і хімія поверхні. – Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2004.

У дисертації розроблено метод обробки інтерферограм ФабріПеро для визначення параметрів одношарових плоскопаралельних плівкових структур. Для розв’язання основних задач дисертації використані наближення плоских електромаґнітних хвиль та просторово одновимірної моделі відбивання і пропускання світла. Вперше обґрунтована можливість реконструкції танґенса фази хвилі із спектрів відбиття та пропускання світла вільною прозорою плівкою. Розглянуті також вільна поглинальна плівка і плівки, закріплені на різних підкладках. Для них розглянуто фізичні умови, за яких існує можливість реконструкції спектра фази із амплітудних спектрів відбиття та пропускання світла. Обґрунтовано новий підхід до визначення контрасту, фактору різкості та інших апаратних характеристик інтерферограм ФабріПеро. Показано, що ширина апаратної функції смуги інтерференції на рівні півсуми значень енергетичних коефіцієнтів відбиття і пропускання не залежить від співвідношення між показниками заломлень середовищ, що утворюють одношарову плоскопаралельну плівкову структуру. Вперше показано, що площа під контуром смуги інтерференції ФабріПеро в проміжку між двома сусідніми мінімумами смуги, за винятком тієї площі, що обмежена обвідною мінімумів, виражається через параметри інтерферограми. Розроблено алґоритми обчислення фази та моделювання оптичних параметрів плоскопаралельних плівкових дисплейних екранів в пакеті прикладних програм МathСAD.

У дисертації в наближенні плоских хвиль та просторово одновимірної моделі здійснено комплекс досліджень фізичних умов формування амплітудно-фазової спектроскопії відбиття і пропускання світла одношаровими плоскопаралельними плівковими структурами. На підставі виконаних досліджень одержано результати, на основі яких розроблено метод обробки інтерферограм для визначення параметрів одношарових плоскопаралельних плівкових структур, суть якого узагальнено в таких основних висновках.

1. Вперше обґрунтовано можливість реконструкції танґенса фази відбитої та пропущеної одношаровою плоскопаралельною плівковою структурою світлової хвилі із амплітудних спектрів, а саме: опис амплітудно-фазових спектрів ФабріПеро в координатах і є еквівалентний, а фаза плоскої електромаґнітної хвилі, відбитої та пропущеної незакріпленою плівкою, виражається через значення енергетичного коефіцієнта відбиття як: , при цьому для поглинальної плівки, закріпленої на поверхні прозорої підкладки, фазу відбитого світла можна визначити із амплітудних спектрів в тій ділянці спектра, для якої справджується наближення , а для оптично менш густої, ніж підкладка з показником заломлення , плівки у разі нормального падіння променя на межу поділу умова задовольняється, якщо показник заломлення плівки . У всіх інших випадках, зокрема якщо плівка оптично густіша, ніж підкладка, завжди можна підібрати такий кут похилого відбиття, для якого також задовольнятиметься умова .

2. Для одношарових плоскопаралельних плівкових структур запропоновано підхід до описання параметрів смуг інтерференції ФабріПеро на висоті екстремумів відбиття і пропускання і , який не залежить від співвідношення між показниками заломлень середовищ, що утворюють поверхневу структуру.

3. Вперше обґрунтована можливість визначення оптичних параметрів інтерферограми через площу під контуром смуги інтерференції ФабріПеро, при цьому встановлено, що площа під контуром максимуму інтерференції, обмеженою між двома сусідніми мінімумами смуги та обвідною мінімумів, виражається через різкість резонансів ФабріПеро, а контур поглинання світла одношаровою плоскопаралельною плівковою структурою виражає усереднений його рівень між відповідними контурами поглинання світла, побудованими для екстремальних значень енергетичних коефіцієнтів як і .

4. У наближенні просторово одновимірної моделі оптичної неоднорідності розроблено алґоритм розрахунку оптичних параметрів плівкових дисплейних екранів.

5. Розроблений принцип диференційної спектроскопії відбиття ФабріПеро та програмні алгоритми обчислення фази в пакеті MatchCAD та 3Dзображень частотних дисперсій оптичних функцій показника заломлення, поглинання, дійсної і уявної частин амплітуди Френеля відбиття світла від границі поділу.

Публікації автора:

1. Кособуцький П. С., Каркульовська М. С., Сегеда М. С. Фізичні основи моделювання хвильових електромагнітних процесів в оптиці. Львів: НУЛП, 2003. – 207 с.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Розробка розділів: 2.1-2.3, 2.5, 2.6, 2.8, 2.10, 2.11, 3.1, 3.2, 3.5-3.9, 3.12

Каркульовська М. С. Розробка розділів: 1.2, 1.6, 1.8, 2.4, 2.7, 2.9, 3.3, 3.4, 3.6, 3.10, 3.11

Сегеда М. С. д.ф.-м.н. Розробка розділів: 1.1, 1.3-1.5, 1.7

2. Кособуцкий П. С., Кособуцкий Я. П., Каркулёвская М. С. Ширина, четкость и видность резонансов отражения и пропускания света свободными однослойными интерферометрами ФабриПеро // Оптика и спектроскопия. – 2003. – Т. 94, № 1. С. 74-80.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Кособуцький Я. П. студент. Програмне моделювання в системі СІ

Каркульовська М. С. Розробка математичної моделі відбиття та пропускання світла одношаровою плоскопаралельною плівковою структурою, математичне моделювання характеристик інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, інтерпретація отриманих результатів Обґрунтування нового підходу до визначення характеристик інтерферограм ФабріПеро.

3. Кособуцкий П. С., Каркулёвская М. С., Кособуцкий Я. П. О фазово-амплитудной корреляции в спектрах отражения света интерферометрами ФабриПеро // Оптика и спектроскопия. – 2003. Т. 94, №3. С. 494-496.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Каркульовська М. С. Розробка математичної моделі відбиття та пропускання світла одношаровою плоскопаралельною плівковою структурою, математичне моделювання амплітудно-фазових спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, інтерпретація та обговорення отриманих результатів. Розробка алґоритму програми в MathCAD та обґрунтування фізичних умов, за яких представляється можливим спектр фази реконструювати із амплітудних спектрів відбиття та пропускання світла.

Кособуцький Я. П. студент. Програмне моделювання в системі СІ

4. Kosoboutski P., Karkulovska M., Kosobutskyy Ya. Comment on the paper “Method for measuring the cell gap in liquid-crystal displays” // Opt. Eng. – 2003. – Vol. 42, No 8. – P. 2465-2466.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Каркульовська М. С. Математичне моделювання спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, обговорення отриманих результатів. Розробка алґоритму математичного моделювання оптичних характеристик плівкових дисплейних екранів.

Кособуцький Я. П. студент. Програмне моделювання в системі СІ

5. Моделювання апаратних характеристик резонансів ФабріПеро у спектрах відбиття і пропускання світла тонкими плівками / Кособуцький П. С., Білий Я. М., Кособуцький Я. П., Каркульовська М. С. // Вісник НУ „Львівська політехніка”. Сер. „Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки”. – 2002. № 454. – С. 42-47.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Білий Я. М. к.ф.-м.н. Розрахунок дисперсійних характеристик поверхневих середовищ.

Каркульовська М. С. Математичне моделювання спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, обговорення отриманих результатів.

Кособуцький Я. П. студент. Програмне моделювання в системі СІ

6. Кособуцкий П. С., Каркулевская М. С. Приборные возможности амплитудно-фазовой оптической спектроскопии плоских резонаторных структур // Тез. докл. седьмой международной научно-технической конференции „Оптические методы исследования потоков”. Москва, 24-27 июня 2003г. – М.: МЭИ, 2003. – С. 488-491.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Каркульовська М. С. Математичне моделювання апаратних характеристик інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, інтерпретація отриманих результатів Обґрунтування нового підходу до визначення апаратних характеристик інтерферограм ФабріПеро. Апробація результатів

7. Kosoboutski P. S., Karkulovska M. S., Osypyshyn L. I. Processing the algorithm of experimental spectrograms of light reflected by thin films in polariton region of spectrum // Тез. доп. IV міжнародної школи-конференції „Актуальні проблеми фізики напівпровідників”. Дрогобич, Україна, 24-27 червня 2003 р. – Дрогобич: Каменяр, 2003. – С. 153.

Кособуцький П. С. д.ф.-м.н. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання, обговорення отриманих результатів.

Каркульовська М. С. Математичне моделювання апаратних характеристик інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, інтерпретація отриманих результатів Розробка алґоритму математичної обробки спектрів відбиття та пропускання світла одношаровими плоскопаралельними плівковими середовищами.

Осипишин Л. І. асистент кафедри фізики. Розрахунок оптичних характеристик в резонансній області спектру.

8. Каркульовська М. С. Алгоритм аналітичної обробки спектрів відбиття та пропускання світла плоскопаралельними середовищами // Тез. доп. відкритої науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІТРЕТ НУ ”Львівська політехніка”. Львів, 6-9 квітня 2004р. – Львів: НУЛП, 2004. С. 23.

Каркульовська М. С Розробка алґоритму математичної обробки спектрів відбиття та пропускання світла одношаровими плоскопаралельними плівковими середовищами. Апробація одержаних результатів

9. Каркульовська М. С. До питань про моделювання спектрів відбиття у наближенні двопроменевої інтерференції // Тез. доп. всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики „ЕВРІКА-2002”. Львів, 22 – 24 травня, 2002р. – Львів: ЛНУ імені І. Франка, 2002. С. 127.

Каркульовська М. С. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання роботи, математичне моделювання спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро в середовищі MathCAD, інтерпретація отриманих результатів. Апробація одержаних результатів

10. Каркульовська М. С. Спектральні властивості вільного інтерферометра в області спектру з резонансною дисперсією діелектричної проникності // Тез. доп. всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики „ЕВРІКА-2003”. Львів, 21 – 23 травня, 2003р. – Львів: ЛНУ імені І. Франка, 2003. С. 69.

Каркульовська М. С. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання роботи, математичне моделювання в середовищі MathCAD спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро в резонансній області спектру, інтерпретація отриманих результатів. Апробація одержаних результатів

11. Каркульовська М. С. Встановлення кореляції між амплітудою та фазою у спектрах відбиття та пропускання світла інтерферометром ФабріПеро // Тез. доп. всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики „ЕВРІКА-2004”. Львів, 19 – 21 травня, 2004р. – Львів: ЛНУ імені І. Франка, 2004. С. 100.

Каркульовська М. С. Постановка та теоретичне обґрунтування завдання роботи, математичне моделювання в середовищі MathCAD спектрів відбиття та пропускання інтерферометрів ФабріПеро, інтерпретація отриманих результатів. Апробація одержаних результатів