Хонина Светлана Николаевна
Научные интересы
- Дифракционная оптика,
- моды и собственные функции в оптике,
- сингулярная оптика,
- острая фокусировка,
- поляризационные преобразования,
- оптическое манипулирование микро-объектами,
- оптическая и цифровая обработка изображений.
Научные результаты
- Разработаны адаптивно-итерационные методы для расчета фазовых дифракционных оптических элементов (ДОЭ), предназначенных для фокусировки когерентного излучения в плоскость (или набор плоскостей и 3D область) на заданном расстоянии с заданным распределением интенсивности, а также для формирования многомодовых лазерных пучков со свойствами самовоспроизведения в различных дифракционных порядках. Методы основаны на разложении заданных распределений по частным решениям уравнения Гельмгольца (плоские, сферические волны, гауссовы, бесселевы, сфероидальные, гипергеометрические моды, оптические вихри). Итерационные и комбинированные методы цифровой голографии были использованы для фазового кодирования ДОЭ, которые были изготовлены методами электронной литографии и экспериментально испытаны, подтвердив достоверность численных результатов;
- разработаны методы оптимизации комплексной функции пропускания остро-фокусирующей системы при различных поляризациях лазерного излучения. Дополнение оптической фокусирующей системы элементами дифракционной оптики с рассчитанной комплексной функцией пропускания позволяет управлять трехмерным распределением интенсивности в фокальной области, в том числе, с целью уменьшения пространственного размера фокуса и минимизации роста боковых лепестков;
- впервые теоретически обосновано и экспериментально подтверждено возбуждение в ближней зоне дифракции мощной продольной компоненты электрического поля для линейно- и циркулярно-поляризованного света за счет использования асимметричных дифракционных аксиконов с периодом близким к длине волны;
- на основе компьютерного моделирования и физических экспериментов исследована технология оптического анализа лазерных полей с использованием многопорядковых ДОЭ, согласованных с различными ортогональными базисами. Среди основных результатов: измерение орбитального углового момента вращающихся многомодовых пучков Бесселя и Гаусса-Лагерра, а также восстановление волнового фронта с использованием круговых полиномов Цернике;
- разработаны методы дифракционного формирования лазерных пучков с особыми свойствами (вращения, периодического воспроизведения, 3D локализации), которые предлагают значительное расширение функциональности классических оптических пинцетов как в исследовательских, так и инженерных целях. Оптические ловушки являются неразрушающим средством захвата и манипулирования в области биологии, направления и охлаждения атомов, нанотехнологии;
- метод поля направлений адаптирован к задаче анализа изображений со структурной избыточностью (к которым относятся отпечатки пальцев, интерферограммы и другие 'полосатые' изображения). После такой предварительной обработки, которая может быть выполнена оптически, дальнейшая идентификация производится либо по общей извлеченной структуре отпечатка пальца (например, разложение по инвариантным к смещению и повороту ортогональным базисам), либо по особым точкам, выделенным в общей структуре;
- предложен и теоретически исследован новый дифракционный оптический элемент, фазовая функция которого форма поверхности которой описывается дробной степенной зависимостью от радиуса. Такой элемент является обобщением таких классических оптических элементов как параболическая линза или аксикон. Вариации параметров степенной зависимости позволяют получать в одном элементе комбинированные свойства набора из двух и более оптических элементов, что обеспечивает управление как продольным, так и поперечным распределением интенсивности в фокальной области;
- разработана и экспериментально реализована оптическая схема для универсальной генерации лазерных пучков с неоднородной поляризацией на основе использования дифракционных оптических элементов.
Научно-педагогическая деятельность
С 1995 года по настоящее время работа по совместительству на кафедре технической кибернетики СГАУ последовательно на должностях ассистента, доцента и профессора (с 2007 года).
Подготовлены 22 учебных пособия для студентов, соавтор 7 монографий (2000-2014 гг.), изданных в ведущих научных отечественных и зарубежных издательствах, а также учебника (2002 г.) для студентов по специальности прикладные математика и физика с грифом Министерства образования РФ.
С 2014 года - заведующая базовой кафедрой СГАУ в ИСОИ РАН 'Оптоинформационные технологии'.
Подготовка научных кадров
Подготовлены 3 кандидата наук:
1. Алмазов А. А. 'Численное исследование лазерных пучков с фазовой сингулярностью, сформированных с помощью дифракционных оптических элементов', 01.04.05-Оптика, 2005 г.
2. Балалаев С. А. 'Бездифракционные свойства гипергеометрических пучков, формируемых фазовыми дифракционными оптическими элементами', 01.04.05-Оптика, 2010 г.
3. Савельев Д. А. 'Численный анализ дифракции на элементах микрооптики лазерных пучков с фазовой сингулярностью', 01.04.05-Оптика, 2014 г.
