Анотація до роботи:

Патлашенко Ж.І. Розробка малогабаритних подвійних монохроматорів для атмосферної УФ спектрометрії та оптимізація їх абераційних алгоритмів - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.01 – фізика приладів, елементів і систем. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2006.

Робота присвячена проблемам приладобудування для вирішення сучасних задач атмосферної УФ спектроскопії.

Приведено результати розрахунків та аналізу оптико-фізичних та оптико-механічних особливостей схеми подвійного дифракційного монохроматора з відніманням дисперсії на базі сферичних ґраток для дистанційного зондування озоносфери Землі в спектральному діапазоні 252.0-339.8 нм з метою глобального картографування вертикальних профілів концентрації та загального вмісту озону. Розрахунки зроблено для повного набору вихідних оптико-спектральних даних, що формуються на основі теоретичного аналізу спектрального складу зворотно розсіяної сонячної радіації в атмосфері Землі з урахуванням особливостей УФ озонометрії в жорстких польових умовах, наприклад на космічних платформах, що вимагає врахування специфічних фізико-технічних вимог.

Запропоновано більш точний та універсальний, порівняно з класичним, метод чисельного абераційного розрахунку дифракційних монохроматорів на прикладі схеми одинарного монохроматора. Метод дозволяє будувати абераційне спектральне зображення вхідної щілини та проводити мінімізацію його аберацій.

Розглядаються методи і фізико-технічні засоби для дослідження, градуювання і метрологічної атестації основних енергетичних спектральних характеристик (абсолютна спектральна чутливість, динамічний діапазон, розсіяна радіація) малогабаритних озонометричних УФ спектрометрів в діапазоні 250-350 нм.

Досліджується можлива точність розв’язку оберненої задачі спектрометрії для відновлення з оптимальною точністю поточних значень спектральної густини зворотно розсіяного в космос сонячного УФ випромінювання молекулами атмосферного озону, що відкриває нову реальну можливість покращення якості даних космічної УФ спектроозонометрії.

1. Запропоновано і теоретично обґрунтовано новий підхід до абераційного та енергетичного розрахунку і створення оптико-фізичних схем подвійних УФ монохроматорів для атмосферної спектрометрії для вимірювання ЗВО, ВРКО, стану хмарного покриву та малих атмосферних домішок. Отримано набір вихідних даних для розробки нового спеціалізованого УФ монохроматора і на цій основі створено його діючий лабораторний зразок.

2. Виконано теоретичні розрахунки оптико-фізичної схеми подвійного монохроматора для УФ спектрометрів з коефіцієнтом подавлення паразитно-розсіяного випромінювання 10^-6 на базі сферичних дифракційних ґраток. Застосування ґратки зі змінним кроком нарізки штрихів дає можливість цілеспрямовано перерозподілити і сконцентрувати енергію випромінювання в вибраному робочому спектральному порядку і тим самим збільшити відношення сигнал/шум. Розрахована оптична схема монохроматора дозволяє одночасно вирішувати такі задачі: озонометричні вимірювання ЗВО, ВРКО і альбедо підстилаючої поверхні та хмарного покриву.

3. Удосконалено абераційну теорію одинарних і симетричних подвійних дифракційних монохроматорів, що дозволило проводити чисельні розрахунки їх абераційних властивостей зі збільшеною точністю. Результати та методи цієї теорії можуть застосовуватися для розробки та створення інших схем одинарних і кратних монохроматорів на основі сферичних та асферичних, класичних та некласичних дифракційних ґраток для найрізноманітнішого науково-дослідного, прикладного та промислового призначення.

4. Розраховано, виготовлено і досліджено систему компенсації поляризаційного впливу симетричного дифракційного подвійного монохроматора на результати вимірювань УФ випромінювання та підібрано відповідні оптичні елементи. Використання цієї системи дозволяє повністю виключити поляризаційний вплив монохроматора на довжині хвилі 325 нм і знизити його більш ніж в 2 рази на краях робочого спектрального інтервалу.

5. Створено спеціалізований нестандартний метрологічний апаратурний комплекс для прецизійного юстування і енергетичного градуювання лабораторного зразка розробленого монохроматора в озонометричному УФ діапазоні спектра і за його допомогою визначено енергетичну спектральну чутливість робочих спектральних каналів на базі точкових і площинних джерел випромінювання. Проведено атестацію його поляризаційних характеристик, а також виконано градуювання ламбертівських розсіювачів сонячного випромінювання.

6. Визначено точність розв’язку некоректної оберненої задачі спектрометрії для знаходження поточних значень спектральної густини зворотно розсіяного в космос сонячного УФ випромінювання.

Публікації автора:

1. Vashenko V.N., Loza A.I., Patlaschenko J.I Ultimate capabilities of space UV ozonometry // Proceedings of SPIE. – 1997. - Vol. 3237. - P.31-42.

2. Ващенко В.М., Лоза А.І., Патлашенко Ж.І. Абераційна теорія озонометричних подвійних дифракційних УФ монохроматорів з відніманням дисперсії на сферичних гратках // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2003.- №3.- С.323-330.

3. Ващенко В.М., Патлашенко Ж.І., Черниш О.Є. Метрологічні основи енергетичної калібровки супутникових УФ озонометрів // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2003.- №3.- С.331-339.

4. Ващенко В.М., Лоза А.І., Патлашенко Ж.І., Черниш О.Є. Космічна УФ озонометрія. Апаратурні проблеми // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2003.- №4.- С.370-378.

5. Vashenko V., Loza A., Patlaschenko Zh. Selection and results of the aberration computation and peculiarities of polarizing effect compensation in double UV monochromators for satellite-borne UV ozonometers // Functional materials. - 2004. – Vol.11, №1. – P.164-171.

6. Черноус С., Ролдугін В., Ващенко В., Банніков О., Бєлоглазов М., Семенов А., Патлашенко Ж., Черниш О. Квазіперіодичні короткочасні варіації полярного озону в 1999-2000рр. // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2004.- №1.- С.451-456.

7. Vashenko V., Patlaschenko Zh., Chernysh E. Metrologiсal support on satellite-borne UV-spectrometry using a backscattering technique // Semiconductor physics. Quantum electronics & Optoelectronics. - 2004. – Vol.7, №1. – P.105-107.

8. Анна Адах, Богуслав Божек, Всеволод Владимиров, Станислав Вронски, Патлашенко Жанетта. Перенос массы в пористых средах. Проблема неравномерности распределения массовых источников сорбции. Ч.2. // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2004.- №3.- С.450 - 464.

9. В.М.Хохлов, О.В.Глушков, В.Д.Русов, В.М.Ващенко, В.М.Павлович, О.О.Цеменко, Патлашенко Ж.І. Про дострокові зміни фаз антарктичного коливання і їхнього зв’язку зі вмістом озону в південній півкулі //Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2004.- №4.- С.414 - 424.

10. Ващенко В.М., Патлашенко Ж.І., Тарасов В.О., Черниш О.Є. Про точність регуляризованого розв’язку оберненої задачі космічної УФ-спектроозонометрії // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат. науки. – 2004.- №4.- С.425 - 433.

11. Ващенко В.М., Лоза А.I., Патлашенко Ж.I. Можливості дистанційного екологічного моніторингу // Тези доп. наук.-практичної конф. "Наукомісткі технології подвійного призначення". – Київ, 1994.- С.217-218.

12. Ващенко В.М., Лоза А.І., Патлашенко Ж.І. Можливості дистанційного екологічного аерокосмічного моніторінгу Карпатського регіону // I^st Hungarian-Ukrainian conf. оn Carpatian Ekology (CERECO’94). – Ужгород. – 1994. - с.136.

13. Vashenko V.N., Loza A.I., Patlaschenko J.I. Limited possibilities of the space UV-ozonometry // 23^rd Europen meeting on atmospheric studies by optical methods. – Kyiv (Ukraine). - 1996.- P.52.

14. Ващенко В.Н., Патлашенко Ж.И. Перспективы развития космических методов исследования глобального распределения и экологического состояния планктона. // Тезисы докладов VI-й конференции стран СНГ “Проблемы экологии и эксплуатации объектов энергетики”. - Севастополь. - 1996. – с.75.

15. Ващенко В.М., Лоза А.І., Патлашенко Ж.І. Фізико-технічні та методичні проблеми калібровки УФ спектрометрів для космічного екологічного зондування об’єктів біосфери // Тезиcы докладов VIII-ой конференции стран СНГ “Проблемы экологии и эксплуатации объектов энергетики”. - Севастополь. - 1998. – с.71.

16. V.Vaschenko, V.Lytvynov, N.Leonov, G.Milinevsky, Jh.Patlashenko, T.Pysarenko. The State Program of Ukrainian research in Antarctica 2002-2010 // Abstracts First Ukrainian Antarctic Meeting. – Kyiv. - 2001. – P.36.

17. Vashenko V.N., Loza A.I., Patlaschenko J.I. Peculiarities of polarizing effect compensation of the double uv-monochromator// Abstracts of International scientific and practical conference on Spectroscopy in special applications. – Kyiv (Ukraine). – 2003.-P.158.

18. Vashenko V., Patlaschenko Z.,Chernysh. E. Practical metrology of space satellite UV-ozonometry // Abstracts of the XXXth Annual European meeting on atmospheric studies by optical methods. – Longyerbyen(Norway).-2003.-Р.27.

19. V.Vaschenko, V.Rusov, V.Pavlovich, Jh.Patlashenko, E.Tchernysh, O.Bannikov, O.Michalus, U.Bondarchuk, M.Leonov. Stochastic resonance in global dynamic of ozone layer of Earth // Abstrakts Second Ukrainian Antarctic Meeting. – Kyiv. - 2004. – P.83.

20. A.Bannikov, V.Vaschenko, V.Rusov, V.Pavlovich, Jh.Patlashenko, E.Сhernysh, O.Mihalys, U.Bondarchuk. Space uv spectrometry of ozone and stochastic resonance in global dynamic of ozone layer of Earth // Fifth International Young Scientists Conference “Problems of optics and high technology materials science” SPO 2004. – Kyiv (Ukraine). - 2004. - P.179.