7._Гольцман_оппонент (1025260)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

В диссертационный совет Д 212.141.19 при МГТУ им. Н.Э. Баумана ОТЗЫВ Официального оппонента, Гольцмана Григория Наумовича, на диссертацию Долгановой Ирины Николаевны «Метод анализа влияния структурированных рассеивающих сред на параметры качества терагерцовых изображающих систем», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.07 — «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» Использование излучения терагерцового (ТГц) диапазона электромагнитного спектра имеет большие перспективы для решения различных задач и развития прикладных и фундаментальных разделов физики. В настоящее время методы формирования изображений с помощью как непрерывного, так и импульсного ТГц излучения применяются для иеинвазивной медицинской диагностики, неразрушающего контроля конструкционных композитных материалов, обнаружения скрытых объектов„исследования предметов искусства.

При этом, несмотря на большую глубину проникновения ТГц излучения во многие диэлектрические среды, рассеяние излучения, связанное с их возможной неоднородной структурой, оказывает существенное влияние на результаты исследований. В связи с этим изучение и анализ процессов распространения ТГц излучения в полностью и частично упорядоченных средах является важной задачей. В то же время, длины волн ТГц диапазона сравнимы с характерными размерами частиц и параметрами структуры многих сред, являющихся объектами исследования ТГц техники, поэтому необходимо учитывать связанные с этим интерференционные эффекты при распространении ТГц излучения в таких рассеивающих средах.

Ввиду отмеченных фактов, тема диссертационной работы И.Н. Долгановой, посвященная разработке метода анализа влияния структурированных рассеивающих сред на параметры качества терагерцовых изображающих систем, представляется актуальной. Диссертационная работа Долгановой И.Н. состоит из введения, трех глав и общих выводов. Во введении приведено обоснование актуальности работы, сформулирована ее цель и соответствующие научно-технические задачи: 1) разработка метода расчета индикатрисы рассеяния и углового распределения яркости излучения ТГц диапазона, рассеянного структурированной средой; 2) реализация алгоритма численного моделирования распространения ТГц излучения в случайных и структурированных средах и алгоритма расчета разрешающей способности ТГц изображающей системы; 3) проведение классификации рассеивающих сред; 4) создание экспериментального стенда для исследования характеристик рассеянного ТГц излучения; 5) исследование возможности синтеза изображений в ТГц диапазоне при активном и пассивном режимах работы изображающей системы; б) экспериментальное исследование значения модуляционной передаточной функции и разрешающей способности ТГц изображающей системы при наблюдении объектов через рассеивающие среды.

В первой главе диссертации «Анализ существующих типов терагерцовых изображающих систем и методов расчета рассеивающих свойств неоднородных сред» приведен обзор типов ТГц изображающих систем и методов решения задачи рассеяния излучения. На основе проведенного анализа предложено воспользоваться теорией переноса излучения, численными методами решения ее основного уравнения, а также методами вычислительной электродинамики для определения фазовой функции (индикатрисы) однократного рассеяния излучения.

Во второй главе диссертации «Численный метод анализа характеристик ТГц излучения, рассеянного структурированными средами, и параметров ТГц изображающей системы для оценки ее качества» рассматриваются модели структурированных сред и вьщеляются структурные группы, состоящие из локально упорядоченных частиц среды. Используя метод конечных разностей численного решения уравнений Максвелла в таких группах частиц, автор анализирует влияние структурных параметров и размеров частиц на характер индикатрисы рассеяния. Предлагается использовать полученные таким образом значения без использования аппроксимации и усреднения для решения уравнения переноса излучения. Автором приводится численная схема моделирования процесса переноса излучения в рассеивающей среде с учетом двойной локальной оценки, которая позволяет определять распределение яркости рассеянного излучения в точке пространства в определенном направлении.

Использование такого подхода объясняется необходимостью оценки модуляционной передаточной функции слоя рассеивающей среды. Автором реализован предложенный алгоритм численного расчета и проведена серия вычислительных экспериментов. Результаты расчетов подтверждают неравномерную угловую зависимость многократно рассеянного излучения в структурированных средах, которая обусловлена интерференцией рассеянных волн на локально упорядоченных частицах. Приводится анализ влияния степени упорядоченности частиц среды, расстояния между частицами и их размеров на характер рассеянного излучения, результаты которого лежат в основе предложенной классификации структурированных рассеивающих сред.

Численная оценка углового распределения яркости рассеянного излучения в точке пространства используется для расчета модуляционной передаточной функции слоя среды и, в предположении линейности ТГц изображающей системы, разрешающей способности такой системы при наблюдении объектов через рассеивающие среды. В третьей главе диссертации «Разработка стенда для экспериментальных исследований ТГц изображающей системы и верификация результатов численного расчета характеристик рассеянного излучения» описаны разработанные экспериментальные стенды для исследования индикатрисы рассеяния ТГц излучения и формирования изображений в ТГц диапазоне.

Результаты экспериментальных исследований позволяют подтвердить результаты численных расчетов и влияние структуры упорядоченных сред на характер рассеяния излучения. Анализ изображений, полученных в активном и пассивном режимах работы изображающей системы, а также анализ экспериментально полученных с помощью тестовых объектов модуляционных передаточных функций подтверждает необходимость использования обоих режимов работы системы совместно для получения информации об объектах различных масштабов с максимально возможньгм контрастом. Сравнение значений разрешающей способности системы при наблюдении объекта через рассеивающие среды, полученных в результате численных и экспериментальных исследований, демонстрирует эффективность предложенного метода оценки. Общие выводы диссертации содержат основные результаты работы.

Научная новизна работы заключается в разработке численного метода анализа многократного рассеяния излучения в сложных средах, обладающих локальной упорядоченностью частиц. Предложена классификация структурированных рассеивающих сред, позволяющая выделить отдельные типы сред, для которых влияние локального порядка частиц имеет существенное значение и, соответственно, для них необходимо использовать расчет рассеянного излучения с учетом численного анализа индикатрисы рассеяния.

Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в том, что предложенный метод может бьггь применен для решения задач исследования объектов, скрытых под слоем рассеивающей среды, для задач неразрушающего контроля композитных конструкционных материалов, а также для анализа рассеивающих свойств неоднородных сред в ТГц диапазоне. Достоверность результатов работы обеспечивается корректным применением методов вычислительной электродинамики, двойной локальной оценки методов Монте-Карло для уравнения переноса излучения, согласованностью результатов численного моделирования и экспериментального исследования.

Результаты диссертационной работы опубликованы в 12 статьях в научных журналах, входящих в Перечень ВАК РФ, были представлены на 11 международных научно-технических конференциях и симпозиумах. Вместе с тем диссертация И.Н. Долгановой не лишена недостатков: 1) Исходя из анализа построения активных систем радиовидения (стр. 24) делается вывод о том, что «с точки зрения сочетания уровня мощности, компактности, возможности проведения измерений при комнатной температуре, наиболее эффективно использовать — ЛОВ». Данное утверждение спорно, поскольку не обсуждаются недостатки ЛОВ: сложность работы с ЛОВ (для питания ЛОВ необходимы высоковольтные источники питания, требуется принудительное водяное охлаждение), фокусирующая система ЛОВ является источником сильных магнитных полей, которые могут оказывать влияние на аппаратуру находящуюся поблизости, а также делает систему ралиовидения на базе ЛОВ легко обнаруживаемой простыми датчиками магнитного поля.

Последнее важно при создании систем радиовидения для дистанционного скрытого наблюдения. Использование в качестве источников ТГц излучения полупроводниковых источников на базе диодов Ганна с последующим умножением частоты, на мой взгляд, является более эффективным с точки зрения приведенных критериев. 2) Приведенные во второй главе расчеты являются моделированием в размерности 2.5Р. Методики, использованные в данной главе являются оригинальными, однако при наличии коммерческих продуктов, таких как НРЗБ или СБТ Кайо, позволяющих производить моделирование прохождения электромагнитных волн через сложные среды, с большим количеством неоднородностей, необходимо сравнивать полученные результаты не только с экспериментальными данными, но и с результатами расчетов коммерческих продуктов. 3) При сравнении результатов измерения и численного определения индикатрисы рассеяния (см.

рис. 3.9 и 3.10) делается вывод, что наличие одного пика в экспериментальных данных, в то время как в численном эксперименте, наблюдается двойной пик, связано с неидеальностью волнового фронта падающей волны и погрешностью изготовления измерительного стенда.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации