Оптические методы исследования интегральных и локальных параметров голографических дифракционных структур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат технических наук Горяинова, Ирина Валерьевна

• Горяинова, Ирина Валерьевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горяинова, Ирина Валерьевна

Введение.

Глава 1 Исследование интегральных параметров оптического излучения взаимодействовавшего с голографическими дифракционными микроструктурами.

1.1 Метод Кирхгоффа с учетом фазы волнового фронта светового излучения.

1.1.1 Регистрация параметров лазерного луча.

1.1.2 Моделирование распространения лазерного пучка по методу Кирхгофа.

1.1.2.1 Выбор шага дискретизации при численном описании лазерных полей методом Кирхгофа.

1.1.2.2 Результаты моделирование распространения лазерного пучка методом Кирхгоффа.

1.2 Метод оптической томографии.

1.2.1 Регистрация мощности излучения.

1.2.2 Получение томографических проекций.

1.2.3 Реконструкция распределения интенсивности.

Глава 2 Методы и установки для исследования интегральных параметров голографических дифракционных структур.

2.1 Интегральные параметры голографических дифракционных структур и их связь с параметрами микроструктуры.

2.2 Автоматизированная установка и программное обеспечение для исследования параметров оптических голографических дифракционных структур.

2.2.1 Установка для регистрации параметров оптических голографических дифракционных структур.

2.2.2 Программное обеспечение для расчета параметров схемы записи оптических топографических дифракционных структур.

2.2.3 Результаты исследований голограмм.

2.2.4 Программное обеспечение подготовки данных для формирования оптических топографических дифракционных микроструктур.

2.3 Автоматизированная установка и программное обеспечение для исследования интегральных параметров топографических дифракционных структур.

2.3.1 Установка для регистрации интегральных параметров топографических дифракционных структур.

2.3.2 Программное обеспечение для автоматизации регистрации и оценки интегральных параметров ГДС.

Глава 3 Методы и установки для исследования локальных параметров топографических дифракционных структур.

3.1 Классификация топографических дифракционных микроструктур по методу формирования мастер-голограмм.

3.2 Установка и программное обеспечение для определения типа топографических дифракционных структур.

3.2.1 Установка для определения типа топографических дифракционных элементов.

3.2.1.1 Описание микроскопа.

3.2.1.2 Метод повышения контраста изображения путем регистрации дифрагировавшего излучения.

3.2.2 Программное обеспечение для определения типа топографических дифракционных структур.

3.3 Установка и программное обеспечение для исследования локальных параметров топографических дифракционных структур.

3.3.1 Установка для исследования локальных параметров топографических дифракционных структур.

3.3.2 Программное обеспечение для расчета локальных параметров голографических дифракционных структур.

3.4. Исследование локальных параметров голографических дифракционных структур.

3.4.1 Голографические дифракционные структуры, изготовленные методом точечно-матричной голографии.

3.4.2 Исследование локальных параметров голографических дифракционных структур, синтезированных с помощью ЭЛЛ-установок.

Глава 4 Исследование локальных и интегральных параметров трехмерных дифракционных структур биологического происхождения.

4.1 Устройство и принцип действия автоматизированного флуоресцентно - интерференционного микроскопа.

4.2 Методы для анализа транспорта флуорофора в живой клетке.

4.2.1 Корреляционный анализ.

4.2.2 Метод поиска максимумов.

4.2.3 Программный комплекс «Корреляция».

4.2.4.Экспериментальное исследование локализации флуорофора в живой клетке.

4.3 Метод и программное обеспечение для определения концентрации флуорофоров в клетке.

4.3.1 Метод для определения концентрации флуорофоров в клетке.

4.3.2 Программное обеспечение для определения концентрации флуорофоров в клетке.

4.3.3 Экспериментальное определение количества вещества флуорофора.

4.4 Метод спектротомографии.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические методы исследования интегральных и локальных параметров голографических дифракционных структур»

В данной диссертации разрабатываются оптические методы исследования локальных и интегральных параметров голографических дифракционных микроструктур.

Голографические дифракционные микроструктуры - это элементы, основанные на способности света изменять свои свойства при взаимодействии с мелко структурированной поверхностью, которая формируется с использованием принципов голографии. Данный эффект базируется на дифракции света на элементах структуры ГДС соизмеримых с длиной волны света и последующей интерференции дифрагировавших световых полей.

До развития голографии перечень оптических элементов, действие которых основано на явлении дифракции, ограничивался дифракционными решетками и зонными пластинками. Положение изменилось с появлением голографии.

Первая голограмма была получена в 1947 году Д. Габором в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности электронного микроскопа. Он же придумал само слово "голография", которым он подчеркнул полную запись оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались низким качеством. Получить качественную голограмму без когерентного источника света невозможно [1]. Д. Габор в 1971 г. за изобретение голографии был удостоен Нобелевской премии.

После создания в 1960 году красных рубинового (длина волны 694 нм, работает в импульсном режиме) и гелий-неонового (длина волны 633 нм, работает непрерывно) лазеров, голография начала интенсивно развиваться.

В 1962 году была создана классическая схема записи голограмм Э.Лейта и Ю. Упатниекса из Мичиганского Технологического Института (голограммы Лейта-Упатниекса) [2,3] , в которой записываются пропускающие голограммы (при восстановлении голограммы свет пропускают через фотопластинку, хотя на практике некоторая часть света от неё отражается и также создаёт изображение, видимое с противоположной стороны). Предложенный метод осуществлял запись голограмм в тонкослойной фотографической среде. Такого рода голограммы восстанавливают трехмерное изображение только в лазерном свете. Поэтому данный метод в технологии получения защитных элементов используется-только на подготовительном этапе для записи мастер голограмм.

В 1967 году рубиновым лазером был записан первый голографический портрет.

В результате длительной работы в 1968 году Ю. Н. Денисюк получил высококачественные (до этого времени отсутствие необходимых фотоматериалов мешало получению высокого качества) голограммы, которые восстанавливали изображение, отражая белый свет. Для этого им была разработана своя собственная схема записи голограмм. Эта схема называется схемой Денисюка, а полученные' с её помощью голограммы называются голограммами Денисюка. Метод Ю.Н. Денисюка основан на формировании дифракционной структуры в толстослойной фотографической эмульсии и позволяет наблюдать объемное изображение в белом свете. Этот метод используется в настоящее время для защиты документов при записи и тиражировании голограмм на фотополимерных носителях (пленках) [4]. Ю.Н. Денисюку за предложенный метод записи голограмм и последующие работы в области голографии в 1971 г. присуждена Ленинская премия.

В 1977 году Ллойд Кросс создал так называемую мультиплексную голограмму. Она принципиально отличается от всех остальных голограмм тем, что состоит из множества (от десятков до сотен) отдельных плоских ракурсов, видимых под разными углами. Такая голограмма, естественно, не содержит полную информацию об объекте, кроме того, она, как правило, не имеет вертикального параллакса (т.е. нельзя посмотреть на объект сверху и снизу), но зато размеры записываемого объекта не ограничены длиной когерентности лазера (которая редко превышает несколько метров, а чаще всего составляет всего несколько десятков сантиметров) и размерами фотопластинки. Мало того, можно создать мультиплексную голограмму объекта, которого вовсе не существует. Например, нарисовав выдуманный, объект с множества различных ракурсов. Мультиплексная голография превосходит по качеству все остальные способы создания объёмных изображений на основе отдельных ракурсов' (например, линзовые растры), однако она всё равно далека от традиционных методов голографии по реалистичности.

Наиболее широкое распространение при изготовлении голографических защитных элементов получила, одна из разновидностей голографии Лейта, т.н. «радужная» голография, которая была изобретена Бентоном [5] в 1976г. Метод, предложенный позволяет создавать голограммы, восстанавливаемые белым светом и, что не менее важно, эти голограммы могут быть легко механически размножены в любых требуемых количествах.Именно такие голограммы оказались пригодными для массового тиражирования путем тиснения на гибкую основу, сохраняя- при этом способность, формировать объемное трехмерное изображение при освещении белым светом.

Голография в России в 1970-х г.г.представляла собой новую науку и базы для ее развития практически не существовало.

В 1966 году во ВНИИОФИ была образована лаборатория голографии и когерентной оптики. Начальником лаборатории была назначена кандидат технических наук (с 1970 года доктор технических наук) Вера Моисеевна Гинзбург. В лаборатории были разработаны первые в стране универсальные серийные голографические установки - УИГ-1, предназначенные для исследований в области голографии с импульсными лазерами — мощный одномодовый рубиновый лазер с двумя каскадами усиления и оптической скамьей для крепления держателей оптических элементов, и УИГ-2, предназначенная для исследований в области голографии с лазерами непрерывного режима работы. Эти установки выпускались серийно до 1990 года и благодаря им развивалась голография в СССР, причем не только в крупных НИИ или на предприятиях, но и в учебных заведениях.

Под руководством В.М.Гинзбург начались исследования и в области неоптической голографии: в диапазоне СВЧ, в ультразвуковом излучении, исследования в цифровой голографии и в обработке результатов топографических измерений [6,7]. Результаты первых исследований и разработок вошли в монографию «Голография. Методы и аппаратура», выпущенную издательством Советское Радио в 1972 году [8] и ставшую настольной книгой всех, кто развивал в эти годы отечественную голографию.

Топографический метод изготовления оптических элементов и в настоящее время является весьма актуальным. К его достоинствам можно отнести, в частности, возможность изготовления оптических элементов, предназначенных для работы в пределах всего видимого диапазона, тиражирование прецизионных, в том числе и крупногабаритных, реальных объектов (физически существующих), возможность получения сложных оптических элементов за счет последовательного копирования отдельных составляющих на один и тот же участок регистрирующей среды и т.д. [9-11]

Голография изобретена не только как явление, не только как метод создания объемных изображений, но и как метод расчета полей, положивший начало цифровой голографии, о чем будет сказано ниже.

Голограммы, топографические дифракционные структуры, дифракционные оптические элементы находят широкое применение в различных областях науки и техники. Топографические (или голограммные) оптические элементы представляют собой голограммы, на которых записаны волновые фронты специальной формы. Топографические оптические элементы можно сконструировать для преобразования любого входного волнового фронта в любой другой выходной фронт независимо от параметров материала подложки, например, от кривизны или показателя преломления. С их помощью возможна коррекция аберрации оптических систем, в таком случае ГОЭ выступают как составные элементы сложных оптических приборов. ГОЭ используют и как самостоятельные оптические элементы в качестве линз, зеркал, дифракционных решеток, мультипликаторов и др. [12].

Способность голограмм Фурье хранить информацию успешно реализуется в голографических запоминающих устройствах [13]. При построении последних стандартным стало использование принципа страничной записи информации в виде матрицы голограмм с их адресацией лучом лазера. Преимущества оптической памяти состоят в большой емкости (и, соответственно, высокой плотности хранения информации) и высоком быстродействии, возможности параллельной-обработки информации, высокой надежности хранения, быстром доступе к массивам информации, отсутствии энергопотребления в статическом состоянии, а главное - большой помехоустойчивости голограмм. Все ГЗУ можно разделить на следующие основные типы: оперативные ГЗУ (на двумерных голограммах и трехмерных с трехкоординатной адресацией); массовые ГЗУ; - ГЗУ постоянного типа; - архивные ГЗУ. [14, 15].

Кроме этого голограммы, голографические дифракционные структуры используются для анализа формы радиосигналов [16-20], измерения формы поверхности различных изделий [21], коррекции аберраций оптических систем [20-23], создания различных оптических элементов [25-27] и систем связи [28], измерений параметров быстропротекающих процессов[29,30], в гидроакустике и гидрофизике [31].

Также голографические дифракционные структуры различных типов используются для маркировки документов и товаров с целью защиты от подделки.

Наиболее широкое распространение при изготовлении голографических защитных элементов получила одна из разновидностей голографии Лейта, «радужная» голография, которая была изобретена Бентоном [32] в 1976г. Именно такие голограммы оказались пригодными для массового тиражирования путем тиснения на гибкую основу, сохраняя при этом способность, формировать объемное трехмерное изображение при освещении белым светом.

Другой вид голографии, который нашел широкое применение при изготовлении оптических защитных элементов - цифровая голография [33], основанный на моделировании голографического процесса на ЭВМ. Цифровой синтез голограмм имеет ряд важных применений при создании дифракционных оптических элементов нового типа: мультипликаторы, сканаторы, с произвольным законом сканирования, фокусаторы и т.д. Разработка алгоритмов синтеза на ЭВМ голографических элементов, обладающих свойствами радужных и объемных голограмм, а также оригинальных дифракционных структур с визуальными эффектами выдвинула данный метод, как один из основных при создании оптических защитных меток.

Имеется ряд веских оснований для такого синтеза- голограмм и, в частности, то обстоятельство, что геометрические размеры голографического объекта в этом случае не ограничиваются такими факторами, как когерентность освещения, вибрация или турбулентность воздуха, и появляется возможность исследовать путем моделирования некоторые голографические эффекты.

Еще более существенным моментом, стимулирующим синтез голограмм с помощью компьютеров, является возможность создать оптический волновой фронт для такого объекта, который физически не существует. Потребность в формировании волнового фронта, соответствующего объекту, определяемому расчетным путем, возникает в любом случае, когда требуется визуально отобразить в трех измерениях результаты того или иного трехмерного исследования, например, при моделировании разрабатываемых конструкций. Иногда волновой фронт от синтезированной голограммы может служить интерференционным эталоном для контроля сложной оптической поверхности в процессе ее обработки. Другая область применения таких голограмм связана с экспериментами по пространственной фильтрации. В некоторых случаях изготовить фильтр с заданной функцией оптическими методами бывает затруднительно, в то же время компьютер решает подобные задачи сравнительно легко [34].

Для изготовления и тиражирования используются методы, аналогичные тем, что используются при производстве печатных плат в микроэлектронике.

Каждый микроскопический участок поверхности голограммы представляет собой дифракционную решетку в виде чередования светлых и темных полос. Эта совокупность может быть получена не только путем съемки реального объекта, но и путем синтеза из отдельных элементов. Под цифровыми методами синтеза (записи) голограмм обычно понимают такие методы записи, при которых голограмма записывается из отдельных элементов по предварительно заданной программе [35]. Цифровая голограмма может состоять как из отдельных элементарных голограмм, так и из отдельных элементов (штрихов) [36,37].

Синтез голограммного изображения осуществляется путем решения задачи, каково должно быть чередование полос для того, чтобы при его восстановлении получить требуемое изображение. Современное программное обеспечение позволяет рассчитать дифракционную структуру, при восстановлении которой может быть получено даже трехмерное изображение объекта.

В настоящее время наиболее распространены следующие технологии записи оригиналов голограмм: электронно-лучевая и точечно-матричная.

Электронно-лучевая технология основана на создании микрорельефа с заданными параметрами при помощи электронного луча, который можно сфокусировать в пятно размером несколько нанометров. Расчет параметров микрорельефа представляет собой решение обратной задачи синтеза изображения в оптическом диапазоне, что делает технологию чисто цифровой. Этот метод занимает особое место среди технологий записи по целому ряду причин:

- разрешающая способность электронно-лучевой технологии на два порядка величины превышает возможности оптических систем записи;

- на стадии изготовления оригинала голограммы в неё можно включить микротексты размером вплоть до нескольких микрон, элементы высокого разрешения и другие признаки, недоступные оптическим методам записи;

- оборудование для электронно-лучевой литографии является высокотехнологичным и дорогостоящим, требующим значительных интеллектуальных вложений.

Точечно-матричная технология базируется на аналоговой записи микроэлемента изображения (пикселя). При этом растровое изображение голограммы в целом, состоящее из миллионов пикселей, формируется компьютером. Такой метод записи является одновременно и аналоговым, и цифровым. Его также отличает относительная доступность и распространенность.

Широкое использование топографических дифракционных структур привело к необходимости разработки методов регистрации их параметров, в том числе характеризующих микроструктуру. Среди них важное место занимают оптические методы исследования, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с не оптическими, например, зондовыми методами. Этими преимуществами являются неразрушающее воздействие оптического излучения на исследуемый объект, возможность проникновения оптического излучения внутрь исследуемого объекта, а также возможность исследовать с помощью оптического излучения физико-химические свойства материала объекта. Поэтому в организациях, связанных с изготовлением голограмм или экспертизой их подлинности используется такое оптическое оборудование как спектрометры, гониометры, лазеры а также оптические микроскопы различных типов[38-41,6].

В то же время, применение оптических методов для исследований субмикронных объектов, к которым относятся голографические дифракционные структуры, связано с рядом трудностей, обусловленных тем, что длина волны оптического излучения видимого диапазона близка к характерным размерам таких структур. В ряде случаев это не позволяет с требуемой точностью определять локальные параметры субмикронных объектов.

Кроме того, исследования массивов оптических микроструктур, к которым относятся дифракционные оптические элементы и голограммы, показало, что полное описание их оптических свойств не может быть получено на основе данных об их локальных параметрах. Поэтому для, совершенствования технологии расчета, синтеза и контроля качества таких объектов, необходима разработка методов, позволяющих определять микрохарактеристики их структуры по результатам измерений интегральных параметров взаимодействовавшего с ними оптического излучения.

Широкое распространение голографических дифракционных структур, используемых для защиты документов и ценных бумаг требует разработки соответствующей нормативной базы, поскольку не существует ГОСТов, определяющих требования к голографическим дифракционным структурам. В начале 80-х годов XX века была начата разработка проекта ГОСТа «Голографические измерения. Термины и определения», но она не была закончена. В настоящее время в России нормативы на защитные голограммы ограничиваются руководящими документами государственных лицензирующих органов. Данные документы классифицируют голограммы по ряду параметров, заявляемых изготовителем, но не предполагают контроль этих параметров. Тем более в этих документах не указаны методики анализа и их аппаратурное обеспечение.

Разработка методов и аппаратуры, которые позволили бы регистрировать и рассчитывать параметры, характеризующие визуальные свойства голографических дифракционных структур, как на стадии производства, так и при экспертизе подлинности, представляется весьма актуальной.

Оптические методы исследования микрообъектов применяются с момента изобретения микроскопа А. Левенгуком. Создание теории микроизображений Э. Аббе, казалось бы, установило границу применимости оптических методов для исследования микрообъектов. Чтобы преодолеть этот предел и повысить разрешение при исследовании микрообъектов стали использоваться методы, основанные на иных физических принципах [42-44]. Появились электронные микроскопы и сканирующие зондовые микроскопы, обладающие пространственным разрешением близким к размерам атома.

Оптические методы обладают уникальными видами контраста, такими как поляризационный и фазовый контраст, что позволяет исследовать физико-химические свойства микрообъектов, а также они незаменимы при исследовании микроструктур, применяемых в качестве составных элементов оптических систем.

Развитие методов современной оптики, вызванное практическими потребностями, позволило существенно превзойти теоретический предел разрешения, рассчитанный Э. Аббе для традиционных оптических систем. Современные оптические микроскопы, основанные на новых физических принципах, позволяют превзойти теоретический предел разрешения Аббе. К ним относятся интерференционные, конфокальные, многофотонные, ближнепольные оптические микроскопы [45,46]. В ближайшем будущем ожидается появление микроскопа со сверхразрешением, основанного на применении суперлинз, изготовленных из оптических метаматериалов с отрицательным показателем преломления.

Кроме использования новых физических принципов для повышения разрешения оптических систем, а также для «извлечения» дополнительной информации об объекте исследования используются различные методы обработки оптической информации. Ряд методов основан на исследовании распределения не только интенсивности оптического изображения, но и его фазы (интерференционные методы) [47,48]. Другие методы основаны на решении обратной задачи распространения оптического излучения на основе результатов интегральных измерений. К ним относится оптическая томография, позволяющая вычислять локальные характеристики. по результатам интегральных измерений. Также широко применяется дифрактометрия, которая позволяет по анализу дифракционной картины вычислить локальные характеристики [48-59].

Развиваются методы, основанные на обработке результатов дистанционных измерений (обратные задачи распространения), методы, основанные на сопоставлении результатов измерений различных оптических контрастов.

Одним из передовых направлений современной науки и техники-являются нанотехнологии, основанные на широком внедрение нанострукутрированных материалов. Развитие и внедрение нанотехнологии неотъемлемо от развития методов измерений, основанных на электронной и зондовой микроскопии. Однако в ряде случаев возникает необходимость использовать оптические методы измерений. Применение оптических методов необходимо в нанобиотехнологиях, а также при исследовании' свойств оптических элементов, созданных на основе нанострукутрированных материалов.

Несмотря на изобретение и развитие большого количества новых методов исследования свойств микрообъектов, оптические методы исследования обладают большими преимуществами и продолжают развиваться. Развитие этих методов связано не только с внедрением новых физических принципов регистрации оптических сигналов, но и с развитием методов обработки результатов оптических измерений. К ним относятся методы обработки интегральных измерений (томография), методы, основанные на решении обратных задач (в том числе дифрактометрия), методы, основанные на сопоставлении различных видов оптических контрастов [60-68].

Ряд практических задач может быть решен только с помощью разработки новых методов получения и обработки результатов оптических измерений. К ним относится разработка методов исследования характеристик микроструктур и микрообъектов путем регистрации и обработки локальных и интегральных параметров взаимодействовавшего с ними оптического излучения.

Голографические дифракционные структуры бывают амплитудными и фазовыми, например, голограммы, выполненные на оптически прозрачных материалах, представляют собой рельефно-фазовые структуры. Поэтому методы исследования для голографических дифракционных структур могут применяться- и для исследования живых клеток.

Существующие в настоящее время методы исследования живых клеток позволяют наблюдать контуры объектов' исследования, изучать детали прозрачного объекта и проводить их количественный анализ, судить о молекулярной- организации его структуры. Актуальным направлением» развития инструментария современной цитологии является расширение-числа количественно- измеряемых физических параметров живой клетки. Существующие приборы, позволяющие измерять несколько физических параметров внутри живой клетки, не позволяют полностью и достоверно изучать динамику внутриклеточных процессов. В микроскопии не решена задача сопоставления контрастов для биообъектов. А именно фазового и яркостного. Это позволило бы изучать динамику внутриклеточных процессов, в частности транспорт и воздействие лекарственных препаратов на органеллы живой клетки.

Живая клетка, с точки зрения оптики, представляет собой трехмерное распределение вещества с переменной плотностью, окруженное достаточно плотной оболочкой. Известно, что в видимой области спектра живые одиночные клетки практически не поглощают излучения: Основной физической величиной, определяющей прохождение оптического излучения через клетку, является показатель преломления, значения которого изменяются внутри клетки в существенных пределах. Так как в таких объектах изменяется только фаза света, то они получили название фазовых объектов.

Для исследования живых клеток, также как и для топографических дифракционных структур применяются оптические методы исследования, которые обладают свойством «неразрушающего проникновения», что особенно важно для живых биологических структур [69, 70].

Для исследования оптико-физических параметров ГДС и объектов со схожими свойствами, необходимо определять локальные и интегральные параметры оптического излучения после взаимодействия с микроструктурой поверхности объекта и отраженного от нее.

В 70-ые 80-ые годы в СССР была создана система стандартов для измерения параметров лазерного излучения. Эти стандарты были подкреплены соответствующей измерительной аппаратурой, методиками и эталонами. Например, ГОСТ 24453 - 80 "Измерение параметров и характеристик лазерного излучения" (термины, определения и буквенные обозначения величин). Данный ГОСТ описывает большое число параметров лазерного излучения. Существует несколько ГОСТов, устанавливающих методику измерения значительно- меньшего числа параметров лазерного излучения, чем описано в ГОСТе 24453-80. Например, ГОСТ 25918 - 83 "Методы измерения нестабильности частоты излучения лазеров непрерывного режима работы", ГОСТ 26086-84 "Методы измерения диаметра пучка и энергетической расходимости лазерного излучения", ГОСТ 25917-83 "Методы измерения относительного распределения плотности энергии (мощности) излучения".

Заметим, что ГОСТы, описывающие средства измерений, а также Государственные эталоны, имеются для энергии и мощности непрерывного и импульсного лазерного излучения (ГОСТ 8.275-94). Это связано с тем, что указанные параметры лазерного излучения считались важнейшими для большинства лазеров, применяемых в промышленности, медицине и т.д.

В конце 80-х годов в мировой лазерной науке возникло понимание того, что энергетических параметров явно недостаточно для описания лазерного пучка. На первый план вышла необходимость определять характеристики, отвечающие за качество лазерного пучка и особенности его распространения. Это связано с возрастающими требованиями к лазерам, применяемым в системах связи, информационных системах, медицине, приборостроении, а также с широким внедрением новых типов лазеров, таких как полупроводниковые, эксимерные и т.д.

Например, точность определения размеров и координат фокусного пятна лазера является важнейшим параметром, влияющим на плотность записи информации на оптических носителях, разрешение оптических лазерных приборов, точность изготовления изделий с помощью технологических лазеров и т.д.

В ходе работ по проекту CHOCLAB, которые начались в 1992 году, были разработаны, предварительные стандарты, определяющие требования как к широко» применяемым, так и к новым параметрам лазерного излучения и методам их измерения. К таким новым характеристикам лазерного пучка относятся в первую очередь те, которые определяются проектами стандартов ИСО 11146 - Диаметр пучка, угол расходимости и фактор распространения и ИСО 15367 - Распределение фазы.

При работе с лазерными пучками часто требуется иметь информацию о распределении интенсивности в их поперечном сечении. В частности, это необходимо для исследования структуры поперечных мод излучения лазера. В ряде случаев желательно измерять это распределение в поперечном сечении относительно мощного лазерного пучка, практически не ослабляя, или слабо искажая сам пучок. Попытки решить эту проблему тем или иным способом предпринимаются вплоть до настоящего времени [71-76].

Особый интерес представляют такие исследования при работе с мощными технологическими лазерами, когда бывает невозможно поместить на пути лазерного луча какой-либо регистратор или ответвитель, поскольку это приводит к его быстрому разрушению под воздействием высокоинтесивного лазерного излучения. Одним из методов решения данной проблемы является введение в лазерный пучок на короткое время объектов, обладающих высокой лучевой стойкостью и играющих роль ответвителей лазерного излучения [77,78]. Так в работе [77] было предложено быстро перемещать перпендикулярно оси пучка тонкую тугоплавкую проволоку -спицу, закрепленную на вращающемся диске, и по зеркальному отражению от нее с помощью пироэлектрического детектора регистрировать мощность излучения в локальных точках лазерного пятна.

Недостатками существующих методов регистрации распределения мощности излучения являются большие габариты системы регистрации, что не всегда позволяет регистрировать мощность излучения в труднодоступных ограниченных местах. Предложенный в работе метод регистрации интенсивности в сечении лазерных пучков может быть использован для создания дистанционного малогабаритного датчика параметров пучков мощных технологических лазеров.

Таким образом, задача разработки оптических методов исследования распределения локальных и интегральных оптико-физических параметров голографических дифракционных структур и других объектов, похожих на них, решаемая в данной диссертационной работе, представляется весьма актуальной.

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка методов, установок и программного обеспечения, предназначенных для исследования оптических свойств ГДС на основе анализа их микроструктуры и интегральных параметров взаимодействовавшего с ними оптического излучения, а также распространение разработанных методов на исследование трехмерных субмикронных структур биологического происхождения.

Основные задачи исследования

1. Разработка математической модели взаимодействия оптического излучения с ГДС, проведение математического моделирования процесса его распространения и установление связи между его интегральными и локальными параметрами.

2. Определение характеристик, описывающих оптические свойства голографических дифракционных структур, и установление их связи с параметрами их микроструктуры и параметрами взаимодействовавшего * с ГДС оптического излучения.

3. Разработка методов и создание аппаратуры для получения изображений микроструктуры ГДС и регистрации интегральных и локальных оптических параметров ГДС.

4. Разработка методов расчета параметров ГДС по изображениям их микроструктуры и создание программного обеспечения для автоматизации процессов регистрации и обработки изображений микроструктуры.

5. Разработка методов расчета параметров ГДС по полученным интегральным и локальным характеристикам взаимодействовавшего с ГДС оптического излучения, включающая в себя математическое моделирование и создание программного обеспечения для автоматизации процесса регистрации данных, обработки изображений и проведения расчетов.

6. Разработка методов и создание аппаратуры для. получения изображений живых клеток с различными типами контраста и создание программного обеспечения для расчета распределения параметров внутри биологических объектов путем совместной обработки полученных изображений.

Научная новизна

Впервые была разработана совокупность оригинальных методов и средств для регистрации и обработки изображений ГДС и биологических объектов - живых клеток, а также для расчета их параметров по полученным изображениям.

К основным результатам относятся:

1. Критерий выбора шага дискретизации для математической модели распространения лазерного пучка по методу Кирхгофа с учетом распределения фазы волнового фронта лазерного излучения вдоль оси распространения.

2. Метод измерения распределения мощности в сечении лазерного пучка путем томографической реконструкции по одномерным проекциям, полученным в результате поперечного сканирования пучка интегрирующим приемником излучения - оптическим световодом.

3. Автоматизированная установка, которая позволяет проводить количественное измерение совокупности параметров ГДС характеризующих их визуальное качество.

4. Установка для регистрации и расчета одновременно 3-х и более оптических параметров ГДС в автоматическом режиме.

5. Метод повышения контраста изображений микроструктуры ГДС с прозрачным защитным слоем за счет одноракурсного наклонного освещения белым светом и регистрации дифрагировавшего излучения.

6. Экспериментальный образец флуоресцентноинтерференционного микроскопа; позволяющий получать изображения биологического объекта - живой'клетки с малым временем регистрации: и с различными видами контраста, в том числе с фазовым и флуоресцентным, без перемещения исследуемого биологического объекта.

Практическая значимость

1. Предложенный томографический метод измерения интенсивности в сечении лазерных пучков при помощи сканирования оптическим световодом, может быть использован? для создания дистанционного малогабаритного датчика параметров! пучков мощных технологических лазеров.

Полученные в ходе диссертационной работы результаты: использовались в научно-исследовательской работе по совершенствованию методов измерения параметров пучков (шифр «Фокус»), проводившейся во ФГУП ВНИИОФИ в 2004-2006 гг.

2. Разработанная автоматизированная установка, моделирующая восприятие изображения ГДС экспертом — наблюдателем, позволяет проводить автоматизированную идентификацию ГДС по визуальным параметрам, создавать базы данных визуальных параметров различных ГДС, осуществлять контроль качества и износостойкости ГДС, а так же является аппаратурным обеспечением для разработки стандартов качества ГДС.

Принципы построения данной автоматизированной установки использовались в ходе исследований системных вопросов проектирования аппаратуры для; обеспечения контроля визуального качества голограмм в НИИ «Гознак» - Филиал ФГУП «Гознак».

3. Разработанная автоматизированная установка для измерения параметров оптических ГДС может использоваться при исследовании оптических свойств и конструировании широкого круга оптических элементов, основанных на ГДС. В фирме «Крипто-Принт» проводились исследования защитных меток типа Фурье-голограмм, что позволило усовершенствовать метод синтеза микроструктуры меток данного типа и привело к повышению их оптических характеристик.

4. Предложенный в работе метод повышения контраста изображения микрообъектов путем применения одноракурсного наклонного освещения белым светом и регистрации дифрагировавшего излучения позволяет расширить возможности современных металлографических микроскопов.

5. Флуоресцентно-интерференционный микроскоп позволяет получать изображения живой клетки с различными видами контраста и малым временем регистрации, что даст возможность изучать динамику внутриклеточных процессов, в частности транспорт и воздействие лекарственных препаратов на органеллы клетки.

При помощи флуоресцентно-интерференционного микроскопа были исследованы легочные макрофаги, инфицированные палочкой Коха. Исследования проводились в НИИ фтизиопульмонологии ММА им. И.М. Сеченова, в Институте Ревматологии РАМН.

Апробация работы

Основные результаты и положения данной диссертационной работы докладывались на следующих семинарах:

- Международной конференции «Оптическая диагностика живых клеток» (Сан-Хосе, США,2001);

- XV Научно-технической конференции «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (Москва, 2005);

- Научно-практической конференции «Голография в России и за рубежом. Наука и практика» (Москва, 2006);

- XVI Научно-технической конференции «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (Москва, 2007).

Материалы диссертации опубликованы в 10 печатных работах, из них 3 работы опубликованы в научных журналах и тематических сборниках.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Горяинова, Ирина Валерьевна

Заключение

В заключении выделим основные результаты, полученные в рамках выполнения диссертационной работы.

1.Разработан критерий для выбора шага дискретизации распределений амплитуды и фазы- волнового фронта лазерного излучения? при численном моделировании процесса распространения и проведено математическое моделирование распространения излучения лазерного пучка по методу Кирхгофа с учетом фазы волнового фронта вдоль оси распространения.

2. Доказана возможность регистрации распределения мощности в сечении лазерного пучка путем томографической реконструкции по одномерным проекциям, полученным в результате поперечного сканирования пучка интегрирующим приемником излучения - оптическим световодом.

3.Разработана и экспериментально опробована, автоматизированная установка, которая позволяет проводить определение совокупности параметров ГДС характеризующих их визуальное качество.

4.Разработана автоматизированная установка для регистрации и расчета одновременно 3-х и более оптических параметров ГДС в автоматическом режиме:

5.Разработан метод повышения контраста изображений микроструктуры ГДС с прозрачным защитным слоем за счет одноракурсного наклонного освещения белым светом и регистрации дифрагировавшего излучения.

6. Создан экспериментальный образец флуоресцентно - интерференционного микроскопа, который позволяет получать изображения живой клетки с различными видамиконтраста и малым временем регистрации.

7.Разработан метод и программное обеспечение для расчета распределения оптико-физических параметров»внутри биологических объектов путем совместной обработки полученных изображений с различными видами контраста.

8.Проведено экспериментальное определение количества флуорофора в клетке эпителиального типа.

9.Получен критерий для определения распределения флуорофора в живой клетке.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горяинова, Ирина Валерьевна, 2008 год

1. Gabor D. A new microscopic principle // Nature.-1948.-V.l 61.-РР.777-778.

2. Leith E. N., Upatnieks J. Wavefront reconstruction with diffused illumination and three-dimensional'objects // J. Opt. Soc. Am.—1964.—V. 54.—P. 1295.

3. Лейт Э., Упатниекс Ю. Фотографирование с помощью лазера // Успехи физических наук.-1965.-Вып. 11.-С.521-538.

4. Денисюк Ю. Н., Суханов В. И. Голограмма с записью в трехмерной среде как наиболее совершенная форма изображения // Успехи физических наук.-1970.-Вып. №6.

5. Кольер Р., Беркхард К., Лиин Л. Оптическая голография. М.; Мир.1973. 450 с.

6. Гинзбург В.М., Степанов Б.М. Оптическая голография. Практические применения.-М.: Сов.1 радио. 1978.

7. Гинзбург В.М., Степанов Б.М. Голографические измерения.- М.: Радио и связь. -1981.

8. Гинзбург В. М. Голография методы и аппаратура.- М.: Сов: Радио.1974. -376 с.

9. Оптическая голография / Под ред. Г. Колфилда.- М.: Мир. 1982.- Т. 1,2.

10. Сороко Л.М. Основы голографии и когерентной оптики.- М.: Наука. 1971.

11. Сойфер В.А. Компьютерная оптика //Соросовский образовательный журнал.-1999.№4.-С. 110-115.

12. Островский Ю.И. Голография и ее применение М: Наука.- 1976 г.

13. Пен Е.Ф., Родионов М.Ю. Влияние брэгговской расстройки на искажения восстановленного изображения страницы данных в голографической памяти/Юфициальные материалы Третьего Международного Форума «Голография Экспо -2006» М.- 2006.- С.78-80.

14. Марков В.Б. Топографическая- память, основанная на угловой спекл-селективности объемных голограмм // Письма в ЖТФ. — 1998.-Т.24.-№7. — С.88-93.

15. Дзюбенко А.Г. Применение голографии в технике М: «Знание».-1976.

16. Карпенко В.И., Фещенко А.Б., Мазанов В.Г. Способы фокусирования СВЧ-излучения и принципы построения голографических устройств оптической обработки радиосигналов в оптоуправляемых антеннах.// Радиотехника.- №6.- 2001.- С. 38-42.

17. Нечаев C.G., Понькин В.А., Телков А.Ю. Алгоритм обработки результатов радиоголографических измерений в условиях искажения облучающего поля элементами конструкции сканирующей системы // Радиотехника.-.^,- 2001.- С. 91-96.

18. Андреев Г.А., Гладышев Г.А., Журавлев А.В. Моделирование голограммы и восстановление изображения при подповерхностном зондиро-вании//Радиотехника.- №7.- 2007.

19. Interferometric radar for remote monitoring of building deformations. / Pier-accini M., Tarchi D., Rudolf H., Leva D., Luzi G., Atzeni C. // Electron. Lett. 2000. 36, № 6, C. 569-570.

20. Сафронов Г.С. Определение формы, спектра и поляризации радиосигналов радиоголографическими методами.//Всесоюзная научно-техническая конференция "Измерение параметров формы и спектра радиотехнических сигналов" Тез. докл.- Харьков- 1981. С.227-229.

21. Карпеев С.В., Павельев B.C. Безопасная передача информации по BOJIC на основе ДОЭ, согласованных с поперечными модами // Материалы международного форума по голографии Експо-2004 Москва.-2004.-С.58-59.

22. БажановЮ.В. Коррекция аберраций голограммных дифракционных решеток, записанных в астигматических пучках// «Оптический журнал»,-2004.-Том 71,- № 1.-С.12-16.

23. Карпеев С.В. Улучшение характеристик волоконно-оптических датчиков на основе селекции поперечных мод с помощью ДОЗ // Материалы, международного форума по голографии Експо-2004.- Москва.-2004.- С.60-61.

24. Лукин A. Bt Комплекс прецизионных методов и устройств контроля-оптических элементов и многокомпонентных центрированных систем на основе осевых синтезированных голограмм. : Дис. д-ра1 техн. наук : 05.11.13-Казань.-2002.

25. Almazov А.А., Khonina S.N., Koltyar V.V. Multi-vortex laser beams: generation and detection phase, diffractive optical elements // Proceedings of Topical Meeting on Optoinformatics.- St.Petersburg. 2004,- P.51-52.

26. Алмазов А.А., Хонина C.H. ДОЭ для одновременного формирования нескольких световых пучков с заданным, орбитальным,угловым моментом // Материалы международного форума'по голографии Експо-2004.- Моск-ва.-2004,- С.56-57.

27. Сойфер В.А., Котляр В.В., Хонина С.Н., СкидановР.В! Дифракционные оптические элементы для оптического манипулирования микрочастицами // Материалы международного форума по голографии Експо-2004.-Москва.-2004.- С.62-63.

28. Довольнов Е. А. Голографические дифракционные структуры для оптических систем связи на основе фотополимерных материалов : Дис: канд. техн. наук : 01.04.05 Томск.- 2005.

29. Вест Ч: Голографическаяинтерферометрия -М.; МИР,- 1982,- 278с

30. Никитин А.К. Плазмонная оптометрия. -Автореф: дис. д.т.н. М.-Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН.-2002 €.28.

31. Сильвестров И.С. Обнаружение источников отраженного сигнала с использованием методов голографии и методов решения задачи^ оптимизации.// 8 Международная конференция "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики".- СПб .:Наука- -2006. С. 391 - 395.

32. S.A. Benton US Pat. No 3633989,1968.

33. Рябухо В.П., Горбатенко Б.Б., Максимова JI.A. Метод цифровой безопорной Фурье голографии. //Информационные технологии в науке, производстве и социальной сфере. - Сб. науч. тр./ под ред. Акад. Ю.В. Гуляева.- Саратов- «Научная книга»,- 2005 -С.266-273.

34. Балтийский С.А., Гуров* И.П., Де Никола С., Коппола Д., Ферраро П. Современные методы цифровой голографии/ В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики/ Под ред. Гурова И.П, Козлова -G.A. СПб:СПбГУ-ИМТО.- 2004.- С.91-117.

35. Ярославский Л.П. Цифровая обработка полей в оптических системах. Цифровая оптика. //Сб. «Новые физические принципы оптической обработки информации» / Под ред. С.А. Ахманова и М.А. Воронцова, М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит.- 1990, 400 с.

36. Хуанг Т. Цифровая голография //Сб. «Применение голографии»/ Под ред. Дж.Гудмена,- М.: Мир;- С.65-78.

37. Ярославский Л.П., Мерзляков Н.С. Методы цифровой голографии -М.- Наука- 1977.

38. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику М.- Мир - 1970.

39. Gallagher T.J. US Pat. No 4728377 ass. American Bank Note Сотр. 1988.

40. Mailloux D.R. US Pat. No 5066047, ass. Polaroid Corp. 1991.

41. Fabbiani B. US Pat. No 4889366.- 1989.

42. Принципы и цели световой микроскопии/ Под ред. А.Лейсли. М.: Из-дат-Школа .-1992.- с.200.

43. Бредбери С. Световая микроскопия в биологии: Методы М.- 1992.

44. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Томографический микроскоп Линника для исследования оптически прозрачных объектов. Описание и технические характеристики. // Измерительная техника.- №1,- 1997,-с.46-48.

45. Вишняков Г.Н., Закарян К.С., Левин Г.Г.,Стрелецкая Е.А. Исследование оптически прозрачных объектов при помощи микроскопа Линника II Измерительная техника, №1, 1999, стр. 46-49.

46. Abdulkadyrov М. A., Belousov S. P., Ignatov A. N., Rumyantsev V. V. Non-traditional technologies to fabricate- lightweighted astronomical mirrors with high stability of surface shape.// Proceedings of SPIE, 3786, 1999, pp. 468-473.

47. Котов,О.И., Лиокумович Л.Б., Медведев A.B. Интерференционный метод измерения коэффициента экстинкции двулучепреломляющих волоконных световодов // Журнал технической физики. — 2007.-том 77.-вып. 9.-е.102-104.

48. Метелин В.Б., Минаев В.Л., Валов, А.Л., Конрадов А.А., Василенко И.А., Бабакова G.B.' Компьютерная фазово-интерференционная микроскопия в биологии и медицине // Сборник научных трудов. -2003'.- Красноярск.

49. Левин Г.Г., Ковалев А.А., Минаев В.Л., Сухоруков К.А. Оценка точности измерения сухой массы клетки на автоматизированном интерференционном микроскопе //Измерительная техника.- 2004.- С.62-67.

50. Dunn G. A. Transmitted-light interference microscopy: a technique born before its time // Proceedings of the Royal Microscopical Society.- 1998.- 33.-P.189-196.

51. Сребницкая Л.К., Вишняков Г.Н., Нейман C.A., Рождественская З.Е. Мониторинг ориентации миозиновых мостиков по двумерным картам двулучепреломления в одиночных мышечных волокнах// Биофизика. — 2001. Т.47. - Вып. 4. - С. 686-690.

52. Левин Г.Г., Булыгин Ф.В., Вишняков Г.Н. Когерентные осцилляции состояния-молекул белка в живых клетках // Цитология. — 2005. Т.47. - №4. -G.348-356.

53. Стрелецкая Е.А., Цыба Н.Н., Козинец Г.И., Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Сопоставление интегральных характеристик лимфоцитов здоровых людей и больных хроническим лимфолейкозом // Клиническая лабораторная диагностика. 2000: - №4. - С.21-23.

54. Тычинский В. П. Когерентная фазовая микроскопия внутриклеточных процессов //Успехи физических наук,- 2001.- Т.171.-№6.

55. Захарьевский А.Н., Кузнецова А.Ф. Интерференционные биологические микроскопы // Цитология.- 1961.- Т.З.- №2.- С.213-224.

56. Тычинский В.П. Компьютерный фазовый, микроскоп,- М.: Знание, 1989.- 64с.

57. Лежнев Э.И., Попова И.И., Кузьмин С.В., Слащев С.М. Конфокальная сканирующая микроскопия: принципы, устройство; применение (часть 1) //Научное приборостроение.-2001.-Т.11.-№2.- С.3-20.

58. Лежнев Э.И., Попова И.И., Кузьмин С.В., Слащев С.М. Конфокальная сканирующая микроскопия: принципы, устройство, применение (часть 2) //Научное приборостроение.-2001.-Т.11.-№3.- С.26-42.

59. Kawata S., Nakamura O., and Minami S. Optical microscope tomography. I. Support constraint. J.Opt.Soc.Am. A, 1987, v.4, pp.292-297.

60. Lauer V. Observation of biological objects using an optical diffraction tomographic microscope.// Proc. SPIE, 2000, vol. 4164, p. 122 133.

61. Dlugan A, MacAulay C., Lane P. MICROSCOPIC OPTICAL TOMOGRAPHY // 7th Congress of the European Society for Analytical Cellular Pathology, 1-5 April 2001, report Z003.

62. Vishnyakov G.N., Levin G.G., Zakerian C.S. Interferometric computed microtomography of 3D phase objects // Proc. SPIE.- 1997.- V.2984.- P.64-71

63. Vishnyakov G.N., Levin G.G. Optical tomography of living cells using phase-shifting Linnik microscope // Proc. SPIE.- 1998.- V.3568.- P.197-200.

64. Bussard J.W. US Pat. No 5455129.- 1995.

65. Микроскопы./Под ред. H. И: Полякова,- М., -1969.

66. Carol J. Cogswell, Kieran G.Larkin, Hanno U. Klemm Fluorescence micro-tomography: Multi-angle image acquisition and 3D digital reconstruction // Proc. SPIE.- 1996.- V.2655.- P.109-115.

67. Патент №2140661 (Россия). Способ конфокальной сканирующей трехмерной микроскопии и конфокальный сканирующий томографический микроскоп. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н:, Булыгин Ф.В., заявл. 19.03.99.

68. Кузьмичев В.М., Похилько С.Н. Методика измерения обобщенной площади сечения лазерного пучка. // Измерительная техника.- 2000.- № 3. С.

69. Соловьев А.П., Зюрюкина О.В., Перченко М.И.// Письма'в ЖТФ. 2000. Т. 26. №19. С. 72.

70. Иванов B.C., Котюк А.Ф., Либерман А.А., Овсик Я., Улановский М.В. Фотометрия и радиометрия оптического излучения. Книга 2. Энергетическая лазерометрия. М.: Полиграф сервис. -2000.-212 с.

71. Арутюнан С.Г., Васинюк И.Е., Добровольский Н.М., Маилян М.Г., Оганесян В.А., Синенко И.Г. Proc. Conference on Laser Physics. 2000: Ереван. C.81.

72. Бондарь И.И., Суран В.В., Бондарь Д.И.// Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. № 4. С. 655.

73. Creath К. Phase-shifting specie interferometry //APPLIED OPTICS.- 1985.-Vol.24.-№18. -P3053-3058.

74. Борн M., Вольф Э: Основы оптики,- M.: Наука,-1970.

75. Виноградова М:Б., О.В!Руденко, А.П.Сухоруков, Теория волн, М.: Наука, 1990.

76. Бондарь И.И., Суран- В:В., Бондарь Д.И.// Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. -№ 4.- С. 655.

77. Левин Г.Г., Вишняков Т.Н. Оптическая томография. -М.: Радио и связь, 1989.- 224 с.

78. Бутаков Е.А.,, Островский В.И., Фадеев И.П. Обработка изображений на ЭВМ. М: - «Радио и связь»,- 1987.

79. Szoplik Т., Burski М., Stepien P., «Criteria On Which A Judgement Of Optically Variable Security Marks May Be Based», Proc. Of SPIE, Vol. 2659, pp.181-186,-1996.

80. Оптическая голография //Под ред. Г.Колфилда, М., Мир, 2т.,735 с.

81. Власов Н.Г., Рябова Р.В., Семенов С.П. Голограммы Лейта, восстанавливаемые в белом свете// Сб. «Топографические методы исследова-ний»(Материалы X Всесоюзной школы по голографии), Л-д.,1978.

82. Lohmann A.W., Paris D.P. Binary Fraunhofer holograms, generated by computer // Appl.Opt., 1967 v.6, -No.10,- pp.1739-1748,.

83. Hamano Т., Yoshikawa H. Image-type CGH by means of e-beam printing// Proc. SPIE,- v.3293,- pp.2-14.

84. Iwata.F. Grating image technology// Proc. SPIE, 1995-v.2577, - pp.66-70,.

85. Staub R., Tompkin W.R. Self-referencing diffractive features for OVD's // Proc. SPIE,- 2000- v.3973,- pp.216-223.

86. Lancaster I.M. The future security application of optical holography// Proc.SPIE,- 1995- v.2577- pp.71-75:

87. Canny J. F. Finding edges and lines in images. Master's thesis, MIT.// AI Lab. TR-720,1983.

88. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений М: Радио и связь, 1986.

89. Rafael С. Gonzalez and Richard Е. Woods. Digital Image Processing.// Addison-Wesley Publishing Company, -1992,- chapter 7.

90. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. М.: Мир, 1976. 96»Бендат Дж., Пирсол А-. Применения спектрального и корреляционного анализа - М.: Мир, 1983.

91. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс М.: Радио и связь, 1987, с.125.

92. Handbook of Biological Confocal Microscopy, //ed: J.B.Pawley, Plenum Publishing, -1990.

93. Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток; мембран и липопротеинов, М.:Наука,-1989, -с.263.

94. Казачкина Н. И., Якубовская Р. И., и др. Скрининг и. медико-биологическое изучение отечественных фотосенсибилизаторов. М.: «Российский химик»- №5,- 1998,- с. 100.

95. Киселев Ф.А., Павлиш О.А., Татросян А.Г. Молекулярные основы канцерогенеза у человека. М.: Медицина,-1990,- с.276.

96. Кузнецов Н.А. Фотокаталитическая генерация активных форм1 кислорода в биологических средах в методе фото динамической терапии. М.: «Российский химический журнал»,- №4,- 1998,- с.37-41.

97. Лукьянец Е.А. Новые сенсибилизаторы для фотодинамической терапии.- М.: «Российский химический журнал»,- №4, -1998,- с.25-29.

98. Мельников Е.В.Флуоресцентные зонды в выявлении поврежденных клеток. Автореферат. Пущино,-1987.

99. Levin G.G., Bulygin T.V., Kalinin E.V., Vishnyakov G.N. 11 Proc. SPIE.-2001.-v.4260.-pp. 149-154.

100. Булыгин Ф.В., Левин Г.Г. // Оптика и спектроскопия.- 1998.- т.84.- № 6.- с.968.

101. Ford В.К., Volin С.Е., Descour M.R. et al.// Proc. SPIE.- 1998.- v. 3438.-pp.313-320.