Тема: ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. МНОГОКРАТНО РАССЕЯННОГО НАЗАД ВОДНО-МОЛОЧНОЙ ЭМУЛЬСИЕЙ

Лазерное зондирование - это современный метод исследования и определения параметров компонентов окружающей среды, которые дистанционно не могут быть измерены другими методами. Суть метода лазерного зондирования заключается в посылке в атмосферу импульсного лазерного излучения с известными характеристиками, приеме отраженного излучения и последующем анализе данных [1].
Известно, что лидарный сигнал от оптически плотных образований формируется в условиях многократного рассеяния, которое вызывает не только ослабление, но и изменение состояния поляризации рассеянного излучения [2].
Учёт изменения состояния поляризации рассеянного излучения позволяет существенно расширить возможности метода лазерного зондирования, основанного на упругом аэрозольном рассеянии, например, извлечь информацию о форме и ориентации частиц, формирующих зондируемый объем. Для отработки методики определения оптических и микрофизических свойств рассеивающей среды на кафедре ОЭСиДЗ ТГУ был разработан и собран лабораторный стенд для исследования многократного рассеяния в оптически плотных образованиях [1].
Цель данной работы - создание эмпирической модели зависимости степени поляризации лазерного излучения, многократно рассеянного назад оптически плотными дисперсными системами, от концентрации рассеивающих частиц. Для достижения поставленной цели были определенны следующие задачи:
1 обзор литературы по теме диссертации;
2 освоение методики поляризационных измерений и обработки экспериментальных данных;
3 разработка и написание программы для обработки экспериментальных данных;
4 проведение серии экспериментальных измерений с использованием водно-молочной эмульсией различной оптической плотности;
5 анализ зависимости мощности рассеянного вперёд лазерного излучения от концентрации жировых частиц в кюветах различной толщины;
6 анализ распределений интенсивности параллельной и
кроссполяризованной составляющих потока обратно рассеянного водно- молочной эмульсией с различной концентрацией жировых частиц излучения.
На основе анализа экспериментальных данных были сформулированы защищаемые положения:
1. Коэффициент рассеяния водно-молочной эмульсии линейно зависит от массовой концентрации частиц молока в диапазоне от 0,33 до 1,33 нг/мл с погрешностью до 10%.
2. Степень поляризации многократно рассеянного назад излучения водно- молочной эмульсией с массовой концентрацией жировых частиц от 1,55 до 6,22 нг/мл и коэффициентом рассеяния более 0,06 мм-1 можно аппроксимировать линейной функцией с погрешностью менее 10 %.
Полученные результаты были представлены на XXVIII Конференции
«Аэрозоли Сибири» (Томск, 2021 г.), XIX Всероссийской конференции
студенческих научно-исследовательских инкубаторов (Томск, 2022), XV
Международной Школе молодых ученых им. А.Г. Колесника «Физика окружающей среды» (Томск, 2022 г.), XXX Международной конференции
«Лазерно-информационные технологии» (Новороссийск, 2022) и опубликованы в сборнике тезисов конференций.
Купить

Работа посвящена исследованию эмпирической модели зависимости степени поляризации лазерного излучения, многократно рассеянного назад оптически плотными дисперсными системами, от концентрации рассеивающих частиц.
В ходе выполнения данной работы была освоена методика экспериментального исследования распределения интенсивности рассеянного водно-молочной эмульсией лазерного излучения; проведена серия экспериментов по исследованию свойств потоков рассеянного вперёд и назад излучения; выполнена статистическая обработка экспериментальных данных.
Исследована зависимость мощности, распределения интенсивности и степени поляризации лазерного излучения, рассеянного вперёд и назад в водно- молочной эмульсии, от массовой концентрации рассеивающих частиц.
Результаты проведенного исследования согласуются с теорией рассеяния света и результатами, полученными другими авторами.
Результаты данной работы были опубликованы в сборниках конференций [24-26].
Купить