name: Применение дифракционных оптических элементов для визуализации, детектирования и анализа аберраций волнового фронта
keyword_list: конический опорный пучок роговица глаза аберрации волнового фронта детектирование и анализ волновых аберраций полиномы Цернике Дифракционные оптические элементы
abstract: Цель диссертационной работы:
  Разработка методов детектирования и анализа аберраций волнового фронта с применением дифракционных оптических элементов.
  
  Основные результаты диссертации:
  1. Предложены и рассчитаны многоканальные дифракционные оптические элементы, согласованные с фазовыми функциями Цернике, обеспечивающие детектирование волновых аберраций произвольной величины. Численное моделирование и экспериментальные результаты показали корректное детектирование волновых аберраций с величиной до длины волны λ (средняя относительная ошибка определения величины волновых аберраций не превышает 0,03). Разработан метод детектирования аберраций волнового фронта с использованием предложенных ДОЭ и с учётом распределения интенсивности в дифракционных порядках, который позволяет получить коэффициенты разложения фазы волнового фронта по полиномам Цернике. 
  2. Предложено применение опорных пучков с коническим волновым фронтом для улучшения распознавания аберраций по интерферограммам с использованием свёрточных нейронных сетей. За счёт использования конического опорного пучка обеспечены инвариантность интерферограмм к повороту исследуемого волнового фронта и увеличение чувствительности интерферограмм (изменение аберрированной интерферограммы по отношению к эталонной) по сравнению с плоским опорным пучком не менее, чем в 1,2 раза для не радиально-симметричных типов аберраций (в том числе, астигматизм, дисторсия, кома). Для распознавания аберраций волнового фронта по интерферограммам применена свёрточная нейронная сеть с архитектурой на основе Xception, средняя абсолютная ошибка распознавания для конических интерферограмм по сравнению с линейными интерферограммами снижена с 0,0068 до 0,0019.
  3. Выделены группы канонических аберраций, характерных для распространённых патологий роговицы глаза (миопии разной степени) на основе аберрометрии при медицинских исследованиях. Для диагноза миопии слабой степени выявлено существенное влияние дисторсии и астигматизма. При миопии средней степени также обнаружено заметное влияние аберраций третьего порядка. Разработан метод компенсации аберрации миопического глаза, описываемых полиномами Цернике, с учётом возможности коррекции только передней поверхности роговицы. Численно показано, что при коррекции выделенных аберраций передней поверхности роговицы для миопии средней степени СКО аберрированной ФРТ от эталонной (картина Эйри) уменьшается с 0,019 (что в 2 раза превышает показатели для здорового глаза) до 0,0025.
  
  Область применения:
  Детектирование малых аберраций при помощи рассмотренных методов важно при контроле качества формы оптических элементов, оценке погрешности при юстировке оптических систем, а также при проведении обследования на наличие и прогрессирование глазных заболеваний на ранних стадиях. Учитывая широкий диапазон корректно детектируемой величины аберраций, областью применения может так же выступать прецизионные измерения, астрофизика, сейсмология, квантовая информатика, биомедицинская визуализация, а также цифровое контурирование или анализ деформации в механике, кроме того измерение и коррекция аберраций волнового фронта в промышленной лазерной технике,
chairman_dissertation_council.name: Виктор
chairman_dissertation_council.surname: Сойфер
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: Президент Самарского университета
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: C-3088-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 36836834300
chairman_dissertation_council.rinc_id: 3028
chairman_dissertation_council.url: https://ssau.ru/
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-4239-4389
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Владимир
organization_supervisor.surname: Богатырев
organization_supervisor.patronymic: Дмитриевич
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.31.15
rubrics.name: Излучение и волновая оптика
rubrics.code: 29.31.29
rubrics.name: Формирование оптического изображения. Оптические приборы и оптические методы измерений
oecds.code: 01.03.UB
oecds.name: PHYSICS, APPLIED
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
speciality_codes.name: Оптика
speciality_codes.code: 1.3.6.
supervisors.fio: Хонина С.Н.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Оптика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Грейсух Г.И.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Физическая электроника
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Майорова А.М.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Лазерная физика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: САМАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА"
protection_organization.ogrn: 1026301168310
protection_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
protection_organization.supervisor_surname: БОГАТЫРЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: САМАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА"
author_organization.ogrn: 1026301168310
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: БОГАТЫРЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения