Динамика вихревой топологической структуры в объеме отдельной наночастицы титаната бария во внешнем электрическом поле

Введение …………………………………………………………………………………………………………….4
ГЛАВА 1. Теоретические основы когерентной дифракционной визуализации и ее
применения на синхротронных источниках …………………………………………………………15
1.1. Скалярная теория дифракции ………………………………………………………………15
1.2. Когерентность …………………………………………………………………………………….19
1.3. Основы синхротронного излучения ……………………………………………………..21
1.4. Обоснование выбора метода брэгговской когерентной дифракционной
визуализации для исследования топологических дефектов ………………………………..27

ГЛАВА 2. Алгоритмы восстановления фазовой информации………………………..32
2.1. Фазовая проблема и условия дискретизации …………………………………………32
2.2. Алгоритмы градиентного спуска ………………………………………………………….35
2.3. Алгоритмы проекций на множества ограничений …………………………………37
2.4. Условия, накладываемые на решения фазовой проблемы при запусках
алгоритма восстановления фазовой информации ………………………………………………42
2.5. Оценка разрешения полученного изображения образца и ошибки
сходимости алгоритма к единственному решению ……………………………………………44
2.6. Влияние шума детектора на сходимость алгоритмов …………………………….49
2.7. Выводы по главе 2 ………………………………………………………………………………51

ГЛАВА 3. ОТРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕКОНСТРУКЦИИ НА МЕТОДЕ
КОГЕРЕНТНОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ С ЛАЗЕРНЫМ
ИЗЛУЧЕНИЕМ …………………………………………………………………………………………………53
3.1. Экспериментальная установка ……………………………………………………………..54
3.1.1. Источник излучения ……………………………………………………………………………55
3.1.2. Детектор …………………………………………………………………………………………….57
3.1.3. Пространственная фильтрация пучка с источника излучения…………………63
3.1.4. Система управления экспериментом …………………………………………………….64
3.2. Результаты измерений тестовых образцов без учета поляризации лазерного
излучения ………………………………………………………………………………………………………66
3.3. Результаты измерений нематического жидкого кристалла с учетом
поляризации лазерного излучения ……………………………………………………………………72
3.4. Выводы по главе 3 ………………………………………………………………………………84

ГЛАВА 4.ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ВИХРЕВОЙ ТОПОЛОГИИ В НАНОЧАСТИЦЕ
ТИТАНАТА БАРИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНХРОТРОННОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ……………………………………………………………………………..86
4.1. Подготовка и оценка образцов …………………………………………………………….87
4.2. Экспериментальная установка ……………………………………………………………..91
4.3. Восстановление фазовой информации ………………………………………………….97
4.4. Анализ и обсуждение полученных результатов ………………………………….. 104
4.5. Выводы по главе 4 ……………………………………………………………………………. 109

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ………………………………………………………………………………….. 111
Список использованных источников ………………………………………………………………… 114
Приложение 1. Основы поляриметрии ……………………………………………………………… 128
Полностью поляризованная монохроматическая волна …………………………………… 128
Частично-поляризованная частично-монохроматическая волна ………………………. 130
Представление поляризации на сфере Пуанкаре …………………………………………….. 132
Взаимодействие поляризованного света с оптически анизотропной средой ……… 134

Приложение 2. система управления экспериментом accord ………………………………… 137
Инициализация основных управляющих классов …………………………………………… 137
Имплементация управления шаговым мотором через микроконтроллер ………….. 144
Имплементация запуска экспозиции детектора через микроконтроллер …………… 147

Приложение 3. Модель фазового поля для исследуемой частицы титаната бария … 149
Приложение 4. Анализ сигнатуры структурных фаз в дифракционной картине …… 151