Хорошун Г. М. Аналіз фазових сингулярностей у дифрагованому світловому полі

У дисертаційній роботі проведено аналіз умов виникнення дислокацій або екстремумів хвильового фронту при дифракції пучків світла на непрозорій перешкоді та інтерференції двох пучків. Розвинений підхід, що дозволяє прогнозувати механізми утворення, закономірності еволюції та топологію дислокацій хвильового фронту у цих оптичних полях. Розповсюдження пучка у просторі уздовж осі Z розглядається як динамічна задача дифузії компонент поля на площині XY у формальному ІчасіІ t ( ). Показано, що диполі ОВ виникають перпендикулярно напрямкам сильної неоднорідності світлового потоку G(x, y, t) за двома можливими сценаріями. Завдяки цьому розкрито механізми утворення дифракційних диполів вихорів, регенерації сингулярного пучка, високоефективного синтезу сингулярного пучка із гауссового пучка за допомогою фазового клина. Для задачі дифракції плоскої хвилі на круглому отворі знайдено точний розв'язок хвильового рівняння з граничними умовами Кірхгофа за допомогою перетворень Ханкеля. Досліджено поведінку поля у ближній зоні, встановлено відсутність будь-яких сингулярностей фази і зсув екстремумів амплітуди на осі у порівнянні з результатами, отриманими Зоммерфельдом у параксіальному наближенні. Розв'язана додаткова задача дифракції плоскої хвилі на непрозорому диску за допомогою принципу Бабіне. Фазова швидкість поля на осі в області плями Пуассона значно перевищує швидкість світла с. Це призводить до виникнення на осі пучка компенсаційної фазової затримки , яку визначено теоретично за провалом на хвильовій поверхні та експериментально за кривизною інтерференційних смуг в області суперпозиції дифрагованого поля та похилої плоскої хвилі.