Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время широко исследуется воздействие линейно - поляризованного света на биологические ткани. Первые результаты медицинских исследований показали, что полихроматический поляризованный свет может использоваться для физиотерапии. В связи с этим особую актуальность приобретает проведение исследований по определению требований к источникам поляризованного света и работа по созданию специализированных полихроматических источников поляризованного света медико -биологического назначения.
Сравнение распространенных типов поляризаторов показывает, что большая плотность потока энергии не позволяет использовать в источниках поляризованного света дешевые дихроичные пленочные поляроиды. Поляризаторы на основе двулучепреломляющих кристаллов, имеющие достаточно большие размеры, чрезмерно дороги. Поляризаторы на основе отражающей стопы стеклянных пластинок дешевле, но имеют большие габариты, что заставляет существенно увеличивать размеры медицинских аппаратов. Поэтому в настоящее время приемлемым вариантом является конструкция, использующая технологию многослойных оптических покрытий.
При проектировании источника линейно поляризованного света для медицинского применения возникают следующие технические проблемы. Необходимо обеспечить высокую степень поляризации в широком оптическом диапазоне и увеличить коэффициент полезного действия путем максимально полного использования светового потока. При создании конкретных аппаратов определенного целевого назначения возникают и другие проблемы, связанные с недостаточным пониманием механизмов взаимодействия электромагнитного излучения светового и ИК-диапазонов с биологическими средами.
Цель работы
Целью диссертационной работы является проведение исследований по определению требований к излучателям полихроматического линейно-поляризованного света медико-биологического назначения и разработка таких излучателей с
| «с импюкиыия I «тми»»»
! ^ з
уменьшенными массо-габаритными характеристиками и улучшенной эффективностью использования энергии источников питания. В соответствии с указанной целью в работе решаются следующие основные задачи:
изучение оптико-физических явлений распространения линейно-поляризованного света в кровенаполненных биологических тканях и определение параметров деполяризации света;
исследование консгрукгорско-технологических решений создания эффективных излучателей линейно - поляризованного света и разработка таких излучателей;
разработка методик расчета полихроматических поляризаторов света ламп накаливания;
разработка методик экспериментального определения основных параметров поляризаторов и излучателей поляризованного света.
Объект исследования
Объектом исследования в диссертационной работе являлись приборы медико-биологического назначения, предназначенные для получения линейно-поляризованною света.
Методика исследования
Разработка и экспериментальная проверка теоретических положений, создание экспериментальной исследовательской аппаратуры и предназначенного для практических применений прибора.
Научная новизна работы заключается в исследовании оптических многослойных пленочных покрытий и разработке на их основе широкополосных полихроматических источников поляризованного света, при этом:
Проведено теоретическое и экспериментальное изучение особенностей распространения линейно поляризованного света в кровенаполненных биотканях; впервые показано, что свет остается линейно-поляризованным в пределах слоя ткани порядка 1-2мм.
Показано, что для поляризации света ламп накаливания в диапазоне спектра 0.5-1.7мкм с помощью интерференционных поляризаторов необходимо применение
двухзонных интерференционных тонкопленочных структур.
* Чі *- де
*« ---і .. „__.
3. Разработана компьютерная программа расчета параметров полихроматической
линейной поляризации света ламп накаливания многослойными диэлектрическими
структурами с учетом степени когерентности света. 4.' Впервые найдено аналитическое решение задачи определения ширины спектра
поляризации по оптическим характеристикам многослойной структуры
поляризатора.
Найдены решения по увеличению коэффициента полезного действия оптической системы излучателя с лампой накаливания.
Найдено техническое решение по созданию многослойного интерференционного полихроматического поляризатора с увеличенной апертурой и уменьшенной оптической толщиной, и проведено исследование его характеристик.
Практическая ценность работы
1. Сформулированы рекомендации о методах использования линейно-поляризованного света в медико-биологических исследованиях с учетом его деполяризации в биотканях.
Разработаны методики и аппаратура экспериментального исследования влияния рассеянного света на эритроцитах на деполяризацию проходящего линейно-поляризованного света.
Разработаны методики расчета параметров поляризующих интерференционных структур на основе разработанной компьютерной программы.
Разработана оригинальная конструкция излучателя полихроматического линейно-поляризованного света на основе предложенного многослойного поляризатора.
Разработана конструкция полихроматического интерференционного поляризатора с увеличенной апертурой и уменьшенной оптической толщиной.
Проведены предварительные исследования применения разработанных образцов излучателей поляризованного света в медицинской практике.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсужцались на 51 - 54-ой (2001 -2004 гг.) научно-технических конференциях преподавателей СГТА «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск), семинаре Института химической кинетики и горения СО РАН в лаборатории Проточной цитометрии (г.Новосибирск,
2002г.), семинаре НИИ проблем активного долголетия Новосибирского центра клинической и экспериментальной медицины СО РАН (г.Новосибирск, 2004г.). Разработанный прибор был апробирована в Поликлинике №2 СО РАН в хирургическом отделении, а также в НИИ проблем активного долголетия Новосибирского центра клинической и экспериментальной медицины СО РАН (г.Новосибирск, 2004г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ и заявка на патент на изобретение: «Поляризатор», авторы Чесноков Д.В. и Чеснокова ЛА.
Объем и структура диссертации
