Коллектив учёных Физико-технического института КФУ исследует, как свет восстанавливает свою структуру после препятствий

В центре внимания исследователей векторные пучки света, в которых состояние поляризации меняется по поперечному сечению, формируя сложную пространственную структуру. Такие световые поля могут нести дополнительную информацию и представляют интерес для оптической связи, сенсорики и диагностики. В реальных условиях на структуру света влияют препятствия, неоднородности и оптические искажения. Учёные исследуют, какие свойства пучка при этом сохраняются и при каких условиях его исходная структура может частично или полностью восстанавливаться при дальнейшем распространении.

В проекте рассматриваются апертурные, секторные, интерференционные и астигматические возмущения, моделирующие различные механизмы искажения оптического поля.

В ходе проекта учёные планируют:

• разработать аналитические и численные модели самовосстановления и преобразования световых пучков;
• определить количественные критерии сохранения, восстановления и разрушения их структуры;
• создать экспериментальный оптический стенд для генерации и исследования структурированных пучков;
• разработать программный модуль для автоматизированной обработки экспериментальных данных.

Для количественной оценки состояния света будут использоваться орбитальные и поляризационные параметры Стокса. Теоретические результаты планируется проверять численным моделированием и лабораторными экспериментами с использованием пространственного светового модулятора и поляризационной камеры.

Полученные результаты позволят установить общие закономерности устойчивости структурированного света и определить характеристики оптического поля, наиболее чувствительные к внешним воздействиям.

В перспективе разработанные методы могут стать основой для технологий фотонной диагностики и сенсорики, в том числе для оптического мониторинга морской среды Крыма, а также найти применение в системах оптической связи и обработки информации.

По итогам проекта планируется публикация ряда научных статей в журналах, индексируемых в Scopus и Web of Science, и представление результатов на международных конференциях.

Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда и Министерства образования, науки и молодёжи Республики Крым.