ИЗМЕНЕНИЕ МОЩНОСТИ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ СЛОЕВ РАССЕИВАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Лазерное излучение широко используется для оптической диагностики различных рассеивающих сред. В подавляющем большинстве случаев для этих целей применяются лазерные пучки, имеющие гауссов профиль. В то же время световые пучки других типов имеют ряд особенностей, с помощью которых можно получить дополнительную информацию об исследуемых объектах. В данном контексте актуальной является задача выявления проникающей способности световых пучков различных типов в рассеивающей среде c целью их последующего применения для неразрушающего контроля различных объектов, в том числе биотканей. В настоящей работе проведен сравнительный анализ четырех различных конфигураций лазерных световых пучков: гауссова, лагерр-гауссова и бесселевых световых пучков нулевого и первого порядков в отношении сохраненной ими мощности после прохождения слоя рассеивающей среды. Для формирования световых пучков применялся гелий-неоновый лазер, излучающий на длине волны 0,633 мкм, и модульная оптическая схема, позволяющая изменять профиль светового пучка путем включения/исключения из светового тракта соответствующих модулей. В качестве рассеивающей среды использовались плоскопараллельные слои полупрозрачной силиконовой резины различных толщин в диапазоне от 0,17 до 6,61 мм. По результатам экспериментальных измерений построены аппроксимирующие кривые для зависимости мощности прошедших через слой рассеивающей среды световых пучков четырех типов от толщины слоя вида I = exp (–Dx), где D – показатель ослабления, I – суммарная мощность пучка, x – толщина слоя. Рассчитаны значения коэффициента D для разных типов пучков. Значения D мало (в пределах стандартной ошибки) отличаются для разных типов пучков, из чего следует, что тип пучка в данной конфигурации оптической схемы практически не влияет на его проникающие свойства и суммарную энергию света, прошедшего через слой рассеивающего материала. 

1. Гончаренко, а. М. Гауссовы пучки света / А. М. Гончаренко. – Минск: Наука и техника, 1977. – 144 с.

2. Rohrbach, A. Artifacts resulting from imaging in scattering media: a theoretical prediction / A. Rohrbach // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34. № 19. – P. 3041–3043.

3. Peculiarities of propagation of quasi-diffraction-free light beams in strongly scattering absorbing media / I. L. Katsev [et al.] // Quant. Electron. – 2006. – Vol. 36, № 4. – P. 357–362.

4. Kulikov, K. Laser Interaction with Biological Material / K. Kulikov. – [S. l.]: Springer Int. Publ., Switzerland, 2014. – 155 р. – (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering).

5. Kazak, N. S. Formation and Transformation of Non-Bessel Multiring Light Beams / N. S. Kazak, E. G. Katranzhi, A. A. Ryzhevich // J. Appl. Spectrosc. – 2002. – Vol. 69, № 2. – P. 279–285.

6. Durnin, J. Diffraction-Free Beams / J. Durnin, J. J. Jr. Miceli, J. H. Eberly // Phys. Rev. Lett. – 1987. – Vol. 58, № 15. – P. 1499–1501.

7. Formation of higher-order Bessel light beams in biaxial crystals / T. A. King [et al.] // Opt. Commun. – 2001. – Vol. 187, № 4/6. – P. 407–414.