Поліграфічна лазерна томографічна система та алгоритми комп’ютерної цифрової реконструкції структури дифузних полімерних матеріалів

Abstract

В науковій статті представлено матеріали, які висвітлюють новий експериментальний метод поляризаційної томографії полікристалічної структури полімерних фазово-неоднорідних шарів. Метод заснований на формалізмі векторно-параметричного опису лазерних полів за допомогою параметрів вектора Стокса. Полікристалічний полімерний шар пов’язаний з матричним оператором (матрицею Мюллера), який найбільш повно описує поляризаційні прояви оптичної анізотропії. Розроблено аналітичні алгоритми, які дають змогу визначати величину лінійного та кругового подвійного променезаломлення та дихроїзму за експериментально виміряними координатними розподілами величини елементів матриці Мюллера шарів метилакрилату. Цей метод узагальнено за допомогою техніки поляризаційної інтерферометрії, яка дає змогу реєструвати пошарові розподіли полів комплексних амплітуд лазерного випромінювання об’єкта. Для цього використовується методологія цифрової голографічної реконструкції на основі алгоритму зворотного перетворення Фур’є. Пошарові розподіли параметрів фазової та амплітудної анізотропії шарів метилакрилату, отримані за допомогою дискретного фазового сканування, проаналізовано в рамках статистичного підходу, який базується на розрахунку набору центральних статистичних моментів 1-го–4-го порядку, що характеризує середнє, дисперсію, асиметрію та ексцес карт оптичної анізотропії метилакрилату. Динаміка зміни величини множини центральних статистичних моментів 1–4-го порядків, що характеризують координатні розподіли випадкових значень параметрів оптичної анізотропії полікристалічної структури багаторозсіювальних шарів метилакрилату в різних «фазах» її об’єму, досліджено та теоретично проаналізовано.