ИСТИНА

Метод фантомных изображений предоставляет уникальные возможности бесконтактной диагностики объектов, поскольку информация об объекте восстанавливается не по излучению, прошедшему через объект или отраженному от него, а извлекается из взаимной корреляционной функции интенсивностей тестового излучения и реперного излучения, не взаимодействующего с объектом. Область применения метода фантомных изображений постоянно расширяется. Однако существующие схемы фантомных изображений относятся к скалярным амплитудно- или фазово-модулированным объектам, т.е. объектам не изменяющим состояние поляризации зондирующего излучения. Вместе с тем, как известно, во многих случаях ценная информация об объекте содержится в поляризационном состоянии поля рассеянного или прошедшего излучения. Цель настоящего Проекта – разработать метод фантомных изображений для объектов с поляризационной структурой, т.е. структурой, изменяющей состояния поляризации тестового излучения. Речь идёт о получении скрытой информации об элементах матрицы Джонса или матрицы Мюллера объекта. В Проекте предполагаются всесторонние, как теоретические, так и экспериментальные исследования физики формирования поляризационных фантомов (мы предлагаем использовать этот термин для краткости вместо фантомного изображения объекта с поляризационной структурой). Планируется расчёт схем и проведение опытов с поляризационными фантомами, использующих поляризованное и неполяризованное некогерентное классическое излучение, а также с использованием света в неклассическом состоянии.

The method of ghost images provides unique opportunities for contactless diagnostics of objects, since information about the object is restored not from radiation passing through the object or reflected from it, but is extracted from the mutual correlation function of the intensities of test radiation and reference radiation, not interacting with the object. The scope of the ghost image method is constantly expanding. However, all existing schemes of ghost images refer to scalar amplitude- or phase-modulated objects, i.e. objects that do not change the polarization state of the test radiation. At the same time, as is known, in many cases valuable information about the object is contained in the polarization state of the field of scattered or transmitted radiation. The purpose of this project is to develop a method of ghost images for objects with a polarization structure, that is, with the structure that changes the polarization state of the test radiation. We are talking about obtaining hidden information about elements of the Jones matrix or Mueller one of an object. The project assumes comprehensive theoretical and experimental studies of the physics of the formation of polarization ghost (we propose using this term for brevity instead of a ghost image of an object with a polarization structure). It is planned to calculate the schemes and carry out experiments with polarization ghost using polarized and unpolarized incoherent classical radiation, as well as light in the nonclassical state

В результате работ экспериментально будет изучено формирование фантомных изображений на 4-х секционном поляризационном 2-D объекте в поляризованном и неполяризованном некогерентном свете. Будет разработан софт, позволяющий восстановить фантомное изображение поляризационного объекта из экспериментальных данных во взаимно-ортогональных поляризациях. Имеющаяся теория формирования фантомных изображений амплитудных и фазовых объектов будет обобщена на формирование фантомных изображений для объектов с поляризационной структурой. В частности будут получены: 1) Формулы связи параметров Джонса поляризационного объекта, облучаемого поляризованным квазитепловым излучением, с измеряемой корреляционной функцией интенсивностей тестового и реперного излучений. 2) Формулы связи параметров Джонса поляризационного объекта, облучаемого неполяризованным некогерентным излучением, с измеряемой корреляционной функцией интенсивностей тестового и реперного излучений. 3) В случае описания поляризационного объекта матрицей Мюллера связь её элементов с взаимной корреляционной функцией интенсивностей тестового и реперного излучений. В плане подготовки к следующему этапу исследований будут изготовлены 2 счетчика одиночных фотонов на длину волны 810 нм и 2 время-цмфровых преобразователя

В области теории оптических изображений исполнители гранта более десяти лет разрабатывали теорию параметрического усиления и одновременно параметрического преобразования изображения в связанных параметрических процессах, реализуемых в апериодических нелинейных фотонных кристаллах.Разработан общий подход нахождения вектора состояния полей в связанной многомодовой системе, использующий обобщенное преобразование Боголюбова (каноническое преобразование. У коллектива также имеется проприетарная технология изготовления наноструктурированных поляризационных пленок из азокрасителя AD-1. Все полученные результаты представлены более чем в двух десятках публикациях и многократно доложены на конференциях, семинарах и симпозиумах С точки зрения эксперимента у коллектива имеется практически вся необходимая техника для выполнения Проекта: 1) непрерывные полупроводниковые лазеры с длиной волны 405, 532, 632, 650, 780, 810, 1064 и 1500 нм 2) мощные непрерывные лазеры с диодной накачки на длины волн 532 и 1064 нм, в частности 5-ти ватный лазер "Verdi" фирмы "Coherent" 3) фемтосекундный лазер на титанате сапфира 4) СПР-источники коррелированных бифотонов на длине волны 810 и 1064 нм 5) СПР-источники коррелированных запутанных по поляризации бифотонов на длине волны 810 и 1064 нм 6) практически полный набор оптических элементов, включая поляризационную оптику и интерференционные фильтры 7) CCD камеры 8) технология и know-how изготовления счетчиков одиночных фотонов на длины волн 810 и два готовых счетчика на 1064 нм фирмы ID Quantique 9) технология изготовления и know-how время-цифровых преобразователей и один готовый преобразователь фирмы ID Quantique 10) измерители энергии и мощности 11) юстировочные лазеры 12) несколько осциллографов, включая цифровой, генераторы, частотомеры 13) персональные компьютеры 14) пояризованные 2D наноструктурированные пленки из красителя AD-1 15) аппаратура для изготовления 2D многосекционных поляризационных образцов

Впервые показано, что для получения фантомных изображений поляризационно-чувствительных объектов можно использовать неполяризованное некогерентное излучение. Таким образом, в настоящее время можно говорить о возникновении нового направления в фантомной оптике — фантомной поляриметрии. Развита теория фантомной поляриметрии, основанная на описании объекта с помощью как матрицы Джонса, так и матрицы Мюллера. Для случая объектов, поворачивающих поляризацию, получены формулы, связывающие угол поворота с пространственными корреляционными функциями. Экспериментальные исследования продемонстрировали справедливость теоретических выводов и хорошее совпадение результатов. Опыты выполнены с неполяризованным квазитепловым источником, который был создан на базе излучения He-Ne лазера и его надлежащего преобразования. При этом использовалась известная из техники амплитудных фантомных изображений схема с линзами в объектном и реперном каналах. Таким образом, впервые были объединены принципы поляриметрии и фантомных изображений, что, по нашему мнению, может представить интерес для расширения возможностей традиционной поляриметрии, в частности, для неинвазивной оптической диагностики различных паталогий в медицине, включая клеточную медицину, для увеличения контраста оптических изображений объектов, получаемых с помощью оптических лидаров, например, при оптическом мониторинге земной поверхности беспилотными летательными аппаратами В плане подготовки экспериментальной базы 2-го этапа силами коллектива были изготовлены два счетчика одиночных фотонов и два время цифровых преобразователя. Изготовленные приборы являются основной аппаратурой, которая позволит экспериментально реализовать однофотонную фантомную поляриметрию, разработка которой предусмотрена на 2-м этапе проекта