Сфера образования входит одновременно в экономическую и социальную системы. Будучи важнейшим элементом формирования инфраструктуры современной экономики, образование вместе с тем является постоянно возрастающим по масштабам рынком услуг. Развитие образования – долгосрочный приоритет социальной политики, так как в рыночной экономике именно образование призвано вносить решающий вклад в обеспечение социальной мобильности и равных стартовых возможностей для всех слоев населения.

Эра космических исследований, начатая нашей страной, открыла мировой науке новые возможности познания внеземных объектов. Наиболее ценным здесь является получение данных о коротковолновом излучении Солнца. Это рентгеновское и ультрафиолетовое излучение невозможно регистрировать с земной поверхности или самолетов, поскольку оно полностью поглощается в верхних слоях атмосферы.

Представлены результаты идентификации динамики процесса циклического трибологического взаимодействия двух плоских предварительно обработанных поверхностей. Наблюдаемые входные / выходные данные получены на оригинальной трибометрической системе, работающей в реальном режиме времени и оснащенной компьютером со всеми необходимыми пакетами прикладных программ. Показано, что динамические системы последовательно эволюционируют по соответствующим фазам: апериодическое звено – колебательное звено с демпфированием – консервативное звено. Установлено, что при эволюционировании динамической системы изменяются коэффициенты демпфирования и собственные частоты, в результате чего оказалось естественным ввести управляющий параметр динамической системы, следуя за изменениями которого мы обнаруживаем бифуркацию Хопфа. Установлена корреляция: эволюция качества поверхности – эволюция динамической системы трущихся поверхностей.

В работе описываются новые возможности многоугловой эллипсометрии по исследованию нарушенных поверхностных слоев на стекле и сапфире. Сформулирован и разработан новый эллипсометрический подход, позволяющий успешно исследовать толстые (порядка десятков мкм) нарушенные слои. Проиллюстрирована возможность быстро и оперативно получать карту величины и направления напряжений с высокой степенью локальности в цифровой форме.

Рассматриваются особенности построения бортовых оптико-электронных систем спектрозонального мониторинга с применением видеоспектрометров в УФ диапазоне спектра, обосновывается необходимость анализа адекватности моделей при спектрозональном мониторинге.

Впервые исследована температурная динамика пропускания и ИК спектров поглощения липидов. Обнаружены спектральные особенности, отвечающие термостимулированному переходу липидов из α-полиморфной формы в более стабильную β-форму. Разработана модель дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах, получена связь степени агрегации с координатой первого минимума функции рассеяния. Лазерная дифрактометрия на двух длинах волн использована для измерения показателя преломления сферулированных эритроцитов. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили применимость лазерной дифрактометрии для измерения показателя преломления эритроцитов. Отмечена роль волоса и такого его параметра, как поперечный размер, который является важным для диагностирования различных патологий как самого волоса, так и состояния живого организма в целом. Показана перспективность дифракционного способа измерения поперечного размера волоса. Предложен способ оптимального преобразования сигнала в дифрактометрии, основанный на пространственно-временной фильтрации, позволяющий существенно снизить влияние аддитивной и параметрической помехи. Проведено исследование оптических свойств динамического градиентного отражателя (ДГО), построенного на основе модифицированного интерференционного отражателя, в конструкции которого использован НПВО-затвор. В результате численной оптимизации показано, что использование ДГО в качестве полностью отражающего зеркала в плоскопараллельном резонаторе моноимпульсного твердотельного лазера может увеличить яркость выходного излучения примерно в 1,5 раза по сравнению с резонатором, использующим градиентное или традиционное выходное зеркало.

На основе мало изученного явления аномального отражения (АО) деполяризованных монохроматических электромагнитных (ЭМ) волн когерентного источника линейно поляризованного излучения в оптическом диапазоне выявлен феноменологический обобщенный закон связи линейных параметров шероховатости с интенсивностью I отраженных волн λ на скользящих углах падения φ. Показано, что этот закон I = I (λ,φ,Rz) обобщенно описывает явления АО во всех диапазонах ЭМ волн (ядерном, рентгеновском, УФ, ИК и др.). Выявлен класс функций численной аппроксимации для описания выпуклого поведения интенсивности AO света от параметров оптической шероховатости Rz. Из опытных данных по методу наименьших квадратов (МНК) найдены статистически значимые коэффициенты этих аппроксимаций. Сформулирована гипотеза линейной экстраполяции функции интенсивности Iлин(λ) по второму фактору длин волн, опосредованно отражающей угловое Iмах(φ) распределение экстремумов АО. Найдены физические ограничения этого линейного прогнозирования на космические масштабы спеклшероховатости распределения масс звездного вещества.

Освещены проблемы совершенствования технических характеристик мощных источников тока программируемой формы. Приведены методики анализа и синтеза систем управления источников, разработанные на кафедре ЭТ и ПЭМС СПбГУИТМО в рамках госбюджетных НИР. Перечислены основные публикации по указанным вопросам.

Первый этап научно-исследовательской работы на тему «Исследование и разработка методов компьютерной оптики для моделирования, проектирования, конструирования и изготовления оптических систем» посвящен методам компьютерного моделирования работы оптических систем, формирования и анализа качества оптического изображения. В данной работе используется новая объектно-ориентированная модель произвольной оптической системы, которая реализуется на основе связанных структур данных. Этот подход делает структуру данных адаптируемой и расширяемой, а также позволяет моделировать многоконфигурационные системы и системы с переменными характеристиками.

В статье обсуждаются особенности моделирования формирования цветного оптического изображения. Строится модель формирования изображения матричным приемником с учетом влияния его геометрических характеристик. Описывается подход к моделированию неизопланатических приборов посредством представления функции рассеяния точки по изопланатическим зонам, выводятся соотношения для зон прямоугольной формы.

В работе проведен анализ существующих методов неразрушающего контроля основных характеристик оптического волокна. Предложен новый метод исследования стереометрии и структурных дефектов оптического волокна. Осуществлен анализ температурных потерь оптического волокна. Для случая мягко-буферного покрытия из силоксановых эластомеров даны рекомендации по эффективному соотношению диаметров сердцевины и светоотражающей оболочки и оболочек защитного покрытия

Обнаружена частичная поляризация люминесценции в лазерных фосфатных и силикатных стеклах, акти- вированных эрбием, для основного лазерного перехода I13/2→ I15/2 (λ=1.55 мкм) при возбуждении линейно поляризованным лазерным светом (532 нм, 790–990 нм). Форма спектра поляризованной люминесценции зависит от длины волны возбуждающего света и состава матрицы стекла. Степень поляризации зависит как от спектрального диапазона возбуждения, так и от спектрального диапазона регистрации, достигая максимального значения ~1%. Исследована концентрационная зависимость степени деполяризации.

В последнее время широкое распространение получили пакеты для проектирования программ на языке UML. Они позволяют разработчику создавать модель программы с помощью набора диаграмм. В дальнейшем диаграммы могут быть преобразованы в код на целевом языке программирования.

В работе приведены результаты теоретического исследования модели твердотельного лазера с продольной диодной накачкой в дифракционном приближении. Рассмотрены основные факторы, относящиеся к конструкции резонатора и геометрии возбуждения активной среды, влияющие на динамику формирования поперечной структуры излучения генерации. Рассчитаны поперечные профили амплитуды и фазы световых пучков на выходе лазера при различных режимах возбуждения активной среды и управления добротностью резонатора.

Развитие методов компьютерной обработки изображений имеет важное значение для современных информационных технологий и систем бесконтактного контроля объектов. Во многих случаях требуется решать задачу сегметации изображений для последующей обработки или анализа информативных фрагментов. Вследствие физических, технических ограничений и влияния шума анализируемые изображения могут быть искажены, что затрудняет решение задачи сегментации. В работе рассмотрен метод подавления помех в изображениях с определением их локальных характеристик, позволяющий эффективно решать задачи сегментации изображений.

Проведен анализ энергетических характеристик оптико-электронных систем обнаружения крупногабаритных объектов при их импульсной оптической локации в условиях инерционного приема с квазиоптимальной фильтрацией отраженных сигналов.

Разработан метод исследования параметров высокоселективных объемных голограмм и фотонно-кристаллических структур с использованием импульсного излучения сверхкороткой длительности с широким спектром. Описана экспериментальная установка и методика проведения измерений. Приведены результаты определения дифракционной эффективности и спектральной селективности голограмм-решеток с пространственной частотой 360 и 640 мм-1. Показано совпадение параметров голограмм, определенных данным методом и известными методами, использующими непрерывное лазерное излучение.

Данная работа представляет собой оригинальный детальный обзор и обсуждение обратных волн и отрицательной рефракции в фотонных кристаллах. Рассматриваются вопросы классификации прямых и обратных волн в линейных средах, а также связь этих понятий с эффектом рефракции на границе раздела кристаллической среды и изотропного диэлектрика. Освещена роль ориентации границы раздела по отношению к внутренней геометрии среды. Приведены элементарные примеры возможности существования эффекта отрицательной рефракции без обратной волны, а также обратной волны, которая не дает отрицательной рефракции. Приведены примеры эффектов отрицательной рефракции и возбуждения обратной волны в фотонных кристалах, не обладающих магнитными свойствами. Поэтому рассматриваемые эффекты могут наблюдаться в опттческом диапазоне частот.

Выведены формулы, описывающие динамику средних параметров электрических полей (центра тяжести и среднеквадратической длительности) и спектров (центральной частоты и среднеквадратической ширины) предельно коротких импульсов в оптических средах с безынерционной электронной нелинейностью. Выведенные формулы применены для изучения различных сценариев самовоздействия предельно коротких импульсов в волноводах: их начального полевого (спектрального) уширения, сжатия или распространения с неизменяющейся длительностью (шириной спектра).

Проанализирована непараксиальная самофокусировка импульсов из нескольких колебаний светового поля в прозрачных нелинейных средах с дисперсией. Показано, что в результате самовоздействия таких предельно коротких импульсов спектр излучения сверхуширяется ассиметрично как в красную, так и в синюю области, причем более эффективно на всех пространственных частотах оно идет в синюю область.

Рассматривается возможность бесконтактного контроля и идентификации патогенных бактерий на поверхности мясных продуктов с помощью флуоресцентного метода, используя различные источники возбуждающего излучения и различные приемники излучения.

Метод периодических траекторий обобщен для анализа состояний фазы одноатомного мазера, информацию о которых получают с помощью серии последовательных косвенных квантовых фазочувствительных измерений над вылетающими из резонатора атомами. Получено стохастическое рекуррентное соотношение, позволяющее с помощью метода Монте-Карло генерировать последовательность относительных частот обнаружения у вылетающих атомов состояний выбранного измерительного базиса. Случайная последовательность статистически обработана, и, с помощью метода периодических траекторий, получен график плотности распределения фазы для выделенного подансамбля состояний квантованной моды.

Правильная диагностика зрения является залогом качественной коррекции. Методы объективной оценки параметров зрения: кератотопография и щелевое сканирование позволяют быстро и точно давать полную информацию о состоянии органа зрения.

В статье рассматриваются виды аномалий рефракции. Приведена классификация методов оптической коррекции. рассмотрены особенности наиболее распространенных методов диагностики.

В работе представлен анализ возможности получения внутрирезонаторных градиентных элементов. Показано, что при увеличении размера зоны постоянной и переменной толщины градиентного зеркала согласие между экспериментально реализованными и расчетными зависимостями коэффициента отражения от радиальной координаты ухудшается.

Разработана система поддержания заданной температуры физиологического раствора при измерениях параметров мягких контактных линз в гидратированном состоянии на проекционных микроскопах с использованием пельтье-модулей.

Предложена математическая модель износа плоских поверхностей при обработке методом поверхностного притира.

В работе приведены результаты исследования дисперсии показателей преломления пленкообразующих материалов: MgF2, SiO2 и HfO2 в области спектра от 200 до 100нм. Обсуждено влияние дисперсии показателей преломления на спектральные характеристики широкополосных антиотражающих покрытий для этой области спектра.

В задачах о тонких магнитных нанослоях часто возникает уравнение Гельмгольца с граничными условиями Неймана, которые описывают поведение баллистического электрона со спином в данной системе. При этом тонкие слои могут иметь дефекты в виде вакансий (отверстий), которые оказывают серьезное влияние на движение электронов. Анализу двух таких проблем и посвящена настоящая статья.

В работе рассматривается роль плотности мощности инфракрасного излучения и длительности воздействия (времени экспозиции) при выборе оптимальных энергетических доз облучения биологических объектов. На примере одноклеточных организмов показано, что чрезмерно высокая плотность мощности излучения даже при минимальных экспозициях может вызвать дисфункциональные и деструктивные изменения в клетках.

Для обеспечения метрологических вопросов контроля лучевой прочности оптических материалов обобщены и систематизированы результаты работ многих авторов и выданы рекомендации по их использованию.

В работе представлены описания двух аппаратных измерительных комплексов для измерения параметров нелинейности показателя преломления стекол и кристаллов. Создание этих комплексов дало возможность реализовать комплексный подход к исследованию параметров нелинейности показателя преломления широкого класса твердотельных оптических сред, сочетающий прямой интерференционный метод импульсной регистрации интерферограмм лазерного излучения с пикосекундным временным разрешением и косвенный метод, основанный на нерезонансном смешении волн в исследуемом материале и состоящий в измерении на частоте 2ω1-ω2 интенсивности сигнала, возникающего при взаимодействии двух совмещенных во времени и в пространстве исследуемой среды волн с частотами ω1 и ω2.