Лаборатория радио- и оптической голографии

Лаборатория радио- и оптической голографии была основана 1 апреля 1974 г. Основателем лаборатории и ее научным руководителем до 1995 г был доктор технических наук Г.С.Сафронов. Заведующим лабораторией с 1991 г. по настоящее время является канд. физ.-мат. наук Титарь В.П.

Основное научное направление лаборатории – исследование голографическими методами поляризационных, нелинейных и резонансных эффектов взаимодействия электромагнитных полей в радио- и оптическом диапазоне с веществом и разработка голографических устройств для получения информации об изучаемых биологических и небиологических объектах. Лаборатория состоит из двух отделов: отдела радиоголографии и отдела оптической голографии.

Направления исследований:




  • В лаборатории разработан и создан цифровой голографический интерференционный микроскоп (ЦГИМ) и методы для трехмерной визуализации фазовых микрообъектов: метод интерференционного и фазового контраста. ЦГИМ позволяет производить количественную трехмерную визуализацию фазовых микрообъектов в реальном времени.

    ЦГИМ состоит из трех основных блоков: оптического голографического интерференционного микроскопа, цифровой камеры и компьютера. С помощью оптического голографического интерференционного микроскопа получают интерферограмму исследуемого микрообъекта, которая представляет собой его фазовый профиль. Интерферограмма регистрируется с помощью цифровой камеры и передается в компьютер, где с помощью разработанных математических алгоритмов производится восстановление его трехмерной формы и измерение физических (показатель преломления) или геометрических параметров микрообъекта, таких как толщины, площадь поверхности, объем.

    Разработанный цифровой голографический интерференционный микроскоп (ЦГИМ) отличается от известных европейских голографических микроскопов по ряду признаков.

    Известные европейские голографические микроскопы являются в основном сугубо цифровыми устройствами, в которых запись информации о структуре лазерного излучения, продифрагировавшего на объекте, производится сразу в цифровом виде при помощи ПЗС-матрицы. В таких микроскопах восстановление информации о трёхмерной форме микрообъектов производится при помощи сложной компьютерной обработки данных, зарегистрированных на ПЗС-матрице. Это позволяет создать компактные образцы голографических микроскопов, которые в то же время имеют ряд недостатков. В числе недостатков следует отметить невозможность регистрировать динамически изменяющиеся во времени объекты и определённые ограничения в разрешающей способности, связанные с дифракционным пределом применяемой оптики.

    Преимуществами разработанного ЦГИМ являются:

    - Более совершенная оптическая система (по типу интерферометра), что позволяет повысить разрешающую способность на два порядка по сравнению с дифракционным пределом оптики;
    - Возможность наблюдать и исследовать объекты в динамике;
    - Возможность не только восстанавливать трёхмерную форму микрообъектов, но и проводить измерения их геометрических и физических параметров;
    - Возможность исследовать поляризационные свойства микрообъектов, используя ортогональные поляризации опорной и объектной волн.

    Схема оптической части цифрового голографического интерференционного микроскопа

    В настоящее время создан лабораторный макет ЦГИМ, который успешно применяется для исследования нативных биологических микрообъектов, таких как клетки (например, клетки крови - эритроциты и лейкоциты), а также прозрачных тонких пленок на прозрачных подложках (совместные исследования с Институтом монокристаллов, УФТИ НАНУ и др.) Совместно с десятью медицинскими учреждениями были проведены исследования морфологии эритроцитов крови при различных заболеваниях и под воздействием различных внешних повреждающих факторов. Полученные результаты показали, что при применении радиационной терапии возможны существенные изменения морфологии эритроцитов крови, идущие в направлении снижения их функциональности, что, в свою очередь, может приводить к морфологической гипоксии, которая является одним из дополнительных повреждающих факторов при лечении онкологических заболеваний с применением радиационного облучения.

    Результаты исследований опубликованы в 3 книгах, 6 главах в книгах, 20 статьях. Получены 2 международные премии имени Ю.И Островского за лучшую работу в области оптической голографической интерферометрии.

    Изображения эритроцитов крови человека полученные с помощью цифрового голографического интерференционного микроскопа

    Фрагмент поверхности AlN-покрытия на акриловой подложке с царапиной. Толщина покрытия около 0,1 мкм.


    Список основных публикаций:

    1. Tishko T.V. Holographic microscopy of phase microscopic objects. Theory and practice / Tishko T.V., Tishko D.N., Titar V.P. – World Scientific, 2011. – 108 p.

    2. Tishko T.V. 3D morphology of Phase Microscopic Objects by Digital Holographic Interference Microscopy Method / T.V. Tishko, D.N. Tishko, V.P. Titar // Geomorphology and Plate Tectonics. – Ed. by David M. Ferrari and Antonio R. Guiseppi. – New York: Nova Science Publishers, 2009. – P. 343–357.

    3. Tishko T.V. 3D Imaging of Phase Microscopic Objects by Digital Holographic Method / T.V. Tishko, D.N. Tishko, V.P. Titar // 3D Imaging: Theory, Technology and Application. – Ed. by Emerson H. Duke and Stephen R. Aguirre. – New York: Nova Science Publishers, 2010. – P. 51–92.

    4. Tishko T.V. Holographic methods for phase micro-objects study / Tishko T.V., Tishko D.N., Titar V.P. // Microscopy: Science, Technology, Application and Education. – Ed. by Mendez- Vilas A. and Alvarez J.D. – Formatex Research Center, 2010. – Madrid, Spain. – V. 3. – P. 2117–2128.

    5. Tishko T.V. 3D Morphology of Phase Microscopic Objects by the Digital Holographic Interference Microscopy Method / T.V. Tishko, D.N. Tishko, V.P. Titar // Encyclopedia of Earth Science Research (3 Volume Set). – Ed. by Fumio Sato and Shigeo Nakamura. – New York: Nova Science Publishers, 2012. – V. 3. – P. 737–749.

    6. Tishko T.V. Application of the digital holographic interference microscopy for study of 3D morphology of human blood erythrocytes / T.V. Tishko, D.N. Tishko, V.P. Titar // Current Microscopy Contributions to Advance in Science and Technology (Microscopy Book Series – Number 5). – Ed. by Antonio Méndez-Vilas. – Formatex Research Center, 2012. – Madrid, Spain. – V. 1. – P. 729–736.

    7. Tishko, T. V., Titar, V. P., Panfilov, D. A., Tishko, D. N. (1998)."Application of the holographic interferometry method for determination of shapes of human blood erythrocytes". Vestn. Khark. Nats. Univ.,Ser Biol. Vestnik., 2 (1):107-111(in Russian).

    8. Tishko,T. V., Titar, V. P., Tishko, D. N.(2005). “Holographic methods of three-dimensional visualization of microscopic phase objects” .J. Opt. Technol., 72(2): 203-209

    9. Tishko, T.V., Titar, V.P., Tishko, D.N., Nosov, K.V.(2008)."Digital holographic interfernce microscopy in the study of 3D morphology and functionality of human blood erythrocytes", Laser Physics, 18(4):1-5.

    10. Tishko, T.V.Tishko, D.N., Titar, V.P . (2009) "Blood cell imaging by holographic method", Imaging and microscopy, 2:46-49

    11. Tishko, T.V., Titar, V.P., Barchotkina, T.M., Tishko D.N.(2004)."Application of the holographic interference microscope for investigation of ozone therapy influence on blood erythrocytes of patients in vivo" SPIE, 5582:119-123

    12. Tishko, T.V., Titar, V.P., Tishko, D.N. (2008). "3D morphology of blood erythrocytes by the method of digital holographic interference microscopy", SPIE, 7006: 70060O-70060O-9.

    13. Tishko, D.N., Tishko, T.V., Titar, V.P (2009)."Using digital holographic microscopy to study transparent thin films". J. Opt. Technol,76(3):147-149.

    14. Tishko, D.N., Tishko, T.V., Titar, V.P (2010)."Application of the Digital Holographic Interference Microscopy for Thin Transparent Films Investigation". Practical metallography,12:.719-731.

    15. Tishko, T.V., Tishko, D.N., Titar, V.P (2012)."Combining the polarization-contrast and interference-contrast methods for three dimensional visualization of anisotropic microobjects". J. Opt. Technol, 79(6):340-343.

    16. Tishko T.V., Tishko D.N., Titar V.P., Prikhodko O.O., Bumeister Application of digital holographic interference microscopy and electron microscopy to study rats’ erythrocytes owing to the influence of heavy metal salts / V.I. // J. Clin. Exp. Med. Res. – 2014. – V. 2, № 1. – P. 22–29.

    17. Титар В.П., Шпаченко О.В. Цифровий голографічний інтерференційний мікроскоп. Заявка на патент № u 2018 10596 від 26.10.2018.




  • В настоящее время ведущие компании США, Японии и Европы интенсивно продвигают для внедрения на потребительский рынок объемное телевидение. Согласно официальным данным, США за последние 10 лет израсходовали на разработку голографического телевидения 10 млрд. долларов, а Япония – 7 млрд. долларов. Несмотря на то, что в принятых государственных программах США, Японии, Китая и других стран планировалось к 2016 году внедрить голографическое телевидение, но на сегодняшний день ни в одной из этих стран голографическая система не создана, и пока нет предпосылок для решения этой задачи.

    Согласно данным японского информационного агентства NHK, в продажу первые стереоскопические телевизоры поступят в 2022 году.

    В этот проект японские производители планируют вложить еще более 4 млрд., кроме освоенных уже 7 млрд. долларов. Ведущие фирмы уже осознали планируют продемонстрировать действующие прототипы голографических ТВ систем в 2020-2022 годах.

    Институт голографии АН ПРЭ предлагает разработать и создать голографическую телевизионную систему, основанную на новых принципах с учетом особенности зрительного восприятия человека. В настоящее время в Институте голографии имеются 3 основных патента на изобретение голографической телевизионной системы и 3 патента на элементы голографической системы, проведен анализ возможности создания голографических ТВ систем и опубликовано более 30 научных статей, касающихся проблем таких систем. Это позволит в течение 2-3 лет создать экспериментальные образцы голографической телевизионной системы.

    Лабораторный макет голографической телевизионной системы

    Исходные предпосылки для создания голографической телевизионной системы:
    1. Голографические методы кодирования передаваемой информации способны увеличить емкость каналов связи на порядок по сравнению с методами цифрового сжатия и совместимы с ним.
    2. Предлагается принципиально новое качественное воссоздание передаваемого изображения с сохранением пространственно-объёмных характеристик объекта, его динамики и цвета.

    Голографические телевизионные системы совместимы с существующими каналами передачи информации и добавляют к ним качественно новые технические расширения. Формируется новый сектор рынка, включающий техническое переоснащение существующих телевизионных систем, их сервисное обслуживание и качественное развитие.

    Восприятие объемного изображения, вынесенного за рамки экрана, делает зрителя реальным участником передаваемых событий и является основой повышенного спроса на голографические телевизионные системы в медицине, экологии, обороне, информационных прикладных и широковещательных системах, искусстве и развлекательных мероприятиях.

    Список основных публикаций:

    1. Сафронов Г.С., Титарь В.П. Голографическое телевизионне устройство. Авт. свид. СССР № 713305. Кл. G 03 H 1/04; H 04 N 9/60. Приоритет от 15 ноября 1976 г. Опубл. 09.01.80.

    2. Сафронов Г.С., Титарь В.П. Голографическое телевизионное устройство. Патент РФ № 18132298 А3. Кл. G 03 H 1/00; H 04 N 15/00. Приоритет от 26 марта 1990 г. Опубл. 15.04.93.

    3. Сафронов Г.С., ТитарВ.П. Голографічний телевізійний пристрій. Патент України № 1481. Кл. G 03 H 1/00; H 04 N 15/00. Приоритет от 26 марта 1990 г. Опубл. 05.01.94.

    4. Сафронов Г.С., Богданова Т.В., Титарь В.П., Торкатюк М.Т. Оконтуривание изображений при сокращении избыточности в телевизионных голографических системах // Сокращение избыточности в цифровых ТВ-системах: Тез. докл. Всесоюз. симпоз. – Тбилиси, 1983. – С. 82-83.

    5. Сафронов Г.С., Богданова Т.В., Титарь В.П., Торкатюк М.Т. Сокращение избыточности в телевизионных голографических системах // Сокращение избыточности в цифровых ТВ-системах: Тез. докл. Всесоюз. симпоз. – Тбилиси, 1983. – С. 84.

    6. Богданова Т.В., Сафронов Г.С., Титарь В.П. Использование особенностей системы зрения человека в Фурье-голографии // Зрение организмов и роботов: Тез. докл. Всесоюз. симпоз. Т. II. – Вильнюс, 1985, - С. 32-33.

    7. Богданова Т.В., Сафронов Г.С., Титарь В.П. Проблемы создания телевизионных голографических систем // Развитие и совершенствование технических средств телевизионного вещания: Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. – М.: Радио и связь, 1988. – С. 15-16.

    8. Сафронов Г.С., Титарь В.П., Богданова Т.В. Перспективы развития и применения голографического телевидения // 43-я Всесоюз. науч. сессия, посвященная Дню радио: Тез. докл. Ч.ІІ. – М.: Радио и связь, 1988. – С. 82-83.

    9. Богданова Т.В., Сафронов Г.С., Титарь В.П., Томчук Е.Я. Телевизионная голографическая установка для неразрушающего контроля изделий из полимерных материалов // Неразрушающие методы контроля изделий из полимерных материалов: Тез. докл. 3-й межотраслевой конф. – М., 1989. – С. 72-73.

    10. Богданова Т.В., Сафронов Г.С., Титарь В.П. Согласование объема голографической информации с параметрами каналов связи // Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35, № 8. – С. 1720-1730.

    11. Титарь В.П., Богданова Т.В. Проблемы создания голографической телевизионной системы // Радиоэлектроника и информатика. 1999. № 2. – С. 38-42.

    12. Титарь В.П. Новое направление в разработке принципов создания голографических информационных систем // Современные проблемы науки и образования: Тез. докл. научн.-практ. семинара, 1-9 мая 2000 г. – Харьков, 2000. – С.69.

    13. Титарь В.П. Оптические синтезированные апертуры в голографических телевизионных системах// Вiсник Харкiвського унiверситету. Радiофiзика та електроніка. 2011. - Вып. 18, № 966. - С. 56-67.

    14. Титарь В. П. Телекоммуникационные голографические системы /В. П. Титарь // Інформаційні процеси, технології та системи на транспорті. – К. : НТУ, 2014. – Вип.. 2. С. 111–119.

    15. Титарь В. П. Проблемы и перспективы голографического телевидения / Сучасні проблеми науки та освіти : 14 міжнар. міждисциплінарна наук.-практ. школа-конф. 2014 р. - Харків : Українська Асоціація "Жінки в науці та освіті", Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2014. – С. 107 – 115.

    16. Титарь В. П. Цветная голографическая телевизионная система / В. П. Титарь // 5-й Международный радиоэлектронный форум "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития": сб. науч. трудов. – 2014. – Т. 1. – С. 160–163.

    17. Титарь В. П. Проблемы и перспективы голографического телевидения / В. П. Титарь // Материалы 14-ой Международной междисциплинарной научно-практической школы-конференции «Современные проблемы науки и образования», г. Харьков.- 2014. – С. 91–99.

    18. Титарь В. П. Телекоммуникационные голографические системы / В. П. Титарь // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграція національної мережі трансферу технологій NTTN до європейських мереж» (4-5 грудня 2014), Київ, - С. 20-22.




  • До настоящего времени все еще существует проблема, связанная с отсутствием убедительного объяснения «нелогичного» строения инвертированных глаз высших животных. Во многих уже существующих известных моделях, объясняющих механизм зрительного восприятия, предполагалось, что регистрируемое зрительными рецепторами поле является сфокусированным изображением объекта.

    Лабораторией предложено усовершенствованная модель формирования комплексной голографической информации на сетчатке зрительной системы человека с последующим восстановлением изображения. Показана возможность формирования голограмм на сетчатке в результате интерференции волн, зарегистрированных палочками и колбочками, и волн, прошедших через внутренние фоточувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC). Проанализированы условия регистрации голограмм на сетчатке при нелинейном взаимодействии в ее резонансной среде объектных сигналов, формируемых колбочками и палочками, и опорными сигналами, формируемых внутренними фоточувствительными ганглиозными клетками сетчатки (ipRGC), при временной задержке между этими сигналами. Проведен теоретический анализ возможности формирования комплексных голограмм на сетчатке. Полученные результаты приближают к пониманию процессов зрительного восприятия, а также могут быть использованы для разработки и апробации новых систем диагностики заболеваний глаз и их лечения, а также для создания новых информационных систем: голографического телевидения и атмосферной лазерной связи.

    Список основных публикаций:

    1. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Голографическая модель физиологической оптики // Вісник Харківського національного університету. Радіофізика та електроніка. 2000. Вип. 1. № 467. – С 46-55.

    2. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Голографическая модель физиологической оптики – новое направление для создания информационных систем // Радиотехника. Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. 2000. Вып. 116. – С. 133-140.

    3. Titar V.P., Shpachenko O.V. Holographic model of physiological optics – new direction for creation of information system // 2-nd Int. Workshop on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, May 23, 2000. – Kharkiv, 2000. – P. 20-22.

    4. Титарь В.П., Богданова Т.В., Торкатюк М.Т. Голографическая модель иллюзий зрения // Вестник Международного славянского университета. Харьков. 2000. Т. 3. № 3. – С. 40-45.

    5. Titar V.P., Shpachenko O.V. Coordinate-free holographic method of determination of polarization characteristics of reflected laser radiation // 3-d Int. Workshop on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, May 22-24, 2001. – Kharkiv, 2001. – P. 177-179.

    6. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Определение пространственно-частотных передаточных функций зрительной системы методом голографической визоконтрастометрии // Вісник хакрівського національного університету ім.В.Н.Каразіна. Радіофізика та електроніка. Вип. 2’2002. № 570. – С. 40-45.

    7. Titar V.P., Shpachenko O.V. Holographic visocontrastometry // 4-th Int. Workshop on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, June 3-5, 2002. – Kharkiv, 2002. – P. 269-272.

    8. Титарь В.П., Богданова Т.В., Торкатюк М.Т. Иллюзии зрения: интерпретация в рамках голографической модели // Оптика и спектроскопия. 2002. Т. 93. № 4. – С. 696-703.

    9. TitarV.P.,BogdanovaT.V.,TorkatyukM.T.Illusionsf Vision:Interpretation within the Framework of a Holographic Model//Optics and Spectroscopy.2002.V.93.№4-P.631-638

    10. Titar V.P., Shpachenko O.V. Сepstrum analysis in holographic information systems // 5-th Int. Workshop on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, September 19-20, 2003. – Alushta, 2003. – P. 137-139.

    11. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Формирование комплексных Фурье-голограмм интенсивности на сетчатке глаза // Вісник харківського національного університету ім.В.Н.Каразіна. № 622. Радіофізика та електроніка. Вип. 1’2004. – С. 136-141.

    12. Bogdanova T.V., Titar V.P. Complex optical holograms//Journal of Optical Technology. 2004. V. 71. № 5. – P.298-306.

    13. Titar V.P., Shpachenko O.V. Haidinger’s effect interpretation in the framework of holographic model of visual perception //2-nd International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, September 12-17, 2005. Vol.2. – Yalta, 2005. – P. 271.

    14. Titar V.P., Shpachenko O.V. Cepstrum analysis in holographic information systems //Прикладная радиоэлектроника. 2005. Т.4. № 3. – С. 291-297.

    15. Titar V.P., Shpachenko O.V. Computer simulation of visual processes in the framework of holographic model of physiological optics // Proceeding of 8th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM’2006), June 29 – July 1, 2006. –Kharkiv, 2006. – P. 191-194.

    16. Titar V.P., Bogdanova T.V. Determination of optical characteristics of reflecting surfaсes from complex holograms // SPIE. 2006. Vol. 6251. - P. OX 1-10.

    17. Titar V. P., Bogdanova T. V. Complex optical holograms // Proceedings of 4-th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL 2008). September 29 - October 4, 2008. – Alushta, 2008. – P. 447 - 452.

    18. Titar V.P., Shpachenko O.V. Reflection of laser radiation from retinaquasi-crystal layers: model investigations // Proceedings of 4-th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL 2008). September 29 - October 4, 2008. – Alushta, 2008. – P. 83 - 85.

    19. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Моделирование макулярных поляризационных эффектов в рамках голографической модели физиологической оптики // Прикладная радиоэлектроника. 2009. Т. 8. № 1. – С. 53 – 61.

    20. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Модельные исследования отражения лазерного излучения от слоёв сетчатки // СПб Вестник ОАИН. Т. 1. - Санкт-Петербург, 2009. - С. 411-430.

    21. Titar V.P., Shpachenko O.V. Reflection of laser radiation from retina quasi-crystal layers: model investigations // Optical Memory and Neural Networks (In-formation Optics). 2010. V. 19. N 1. – P. 39-49

    22. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Теоретический анализ прохождения лазерного излучения через границу раздела между двумя квазикристаллическими слоями сетчатки // Вiсник Харкiвського унiверситету. Радiофiзика та електроніка. 2011. - Вып. 19, № 983. - С. 91-101.

    23. Titar V., Shpachenko O. Reflection and refraction of laser radiation at interface between two uniaxial crystals // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2012. V. 21, N 3. P. 177-185.

    24. Titar V.P., Shpachenko O.V. Reflection and Refraction of Laser Radiation at Interface between Two Uniaxial Crystals // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). - 2012. - N 3. -P.71-82.

    25. Bogdanova T.V.,Titar V.P.,Tomchuk E.Ya.Hartley Holograms//Optics and Spectroscopy.1998.V.85.№6.- P.956-962

    26. Titar V., Shpachenko O. Reflection and refraction of laser radiation at interface between two uniaxial crystals // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2012. V. 21, N 3. P. 177-185.

    27. Titar, V.P. Nonlinear holographic model of physiological optics // (2013) Proceedings of the International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL, art. no. 6657661.2013. Р. 423-425.

    28. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Сравнительный анализ отражения и преломления лазерного излучения в центральной ямке и на периферии жёлтого пятна сетчатки глаза // Вiсник Харкiвського унiверситету. Радiофiзика та електроніка. 2013. - Вып. 22, № 1067. - С. 99 - 111. (ISSN 2311-0872)

    29. Титарь В. П. Нелинейная голографическая модель физиологической оптики / В. П. Титарь // Современные проблемы науки и образования : материалы 13-ой Международной междисциплинарной научно-практичес¬кой школы-конференции, 25 апреля – 5 мая 2013 г. – Одесса, 2013.С. 136–140.

    30. Titar V.P. Nonlinear holographic model of physiological optics / V.P. Titar // Proceedings of the CAOL*2013 International Conference on Advanced Optoelectronics & Lasers, 09-13 September, 2013, Sudak, Ukraine. - P. 423-426.

    31. Титарь В. П. Основные положения голографической модели зрительной системы человека / В. П. Титарь, Т. В. Богданова // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. – Серія : Радіофізика та електроніка. – 2014. – Вип.. 24, № 1115. – С. 73–79.

    32. Титарь В. П. О возможности формирования голограмм на сетчатке в белом свете / В. П. Титарь, Т. В. Богданова // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. – Серія : Радіофізика та електроніка. – 2014. – Вип. 24, № 1115. – С. 79–85.

    33. Титарь В. П. Голографические механизмы зрительной системы человека / В. П. Титарь // Применение лазеров в медицине и биологии : материалы XLIII междунар. науч.-практ. конф., 27 – 30 мая 2015 г. – Х. : ХНУ имени В. Н. Каразина, 2015. – С. 149–151.

    34. Titar V.P., Ielchishcheva Yu.V. Application of lasers in ophthalmology // 7th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL’2016), September 12-15, Odessa, 2016. – P. 118 – 119.

    35. Titar V.P., Lebed’ E.N., Naboka A.M. Perception of electromagnetic waves visible to the human eye // 7th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL’2016), September 12-15, Odessa, 2016. – P. 132 – 133

    36. Titar V. P., Ielchishcheva Yu. V. Hologram formation on the human eye retina/ International Journal of Biophysics, 2016; 6(1): 7-12

    37. Патент України на корисну модель № 115668. МПК A61F 9/00 (2017.01); A61P 27/10 (2006.01). Голографічний макулостимулятор. / В.П. Титар, О.В.Шпаченко (Україна). (2017.01);. – Заявка № u 2016 10922 від 31.10.2016; зареєстр. 25.04.2017. Публ. відомостей 25.04.2017. Бюл. № 8.

    38. Патент України на корисну модель №№ 123748. МПК A61F 9/00 (2018.01). Голографічний візоконтрастометр. / В.П. Титар, О.В.Шпаченко (Україна). – Заявка № u 2017 08443 від 17.08.2017; зареєстр. 12.03.2018. Публ. відомостей 12.03.2018. Бюл. № 5.




  • Широкое использование ископаемых топлив, таких как нефть, уголь, газ в промышленности, транспорте и в быту приводит к выбросу в атмосферу все возрастающего количества газообразных и аэрозольных загрязняющих веществ, которые влияют на естественные физические и химические процессы в природе, жизнь животных и, особенно, людей. Человечество ощущает пагубное воздействие загрязнения атмосферы в виде выпадения кислотных дождей, осаждения токсичных отходов производств, появления в промышленных районах фотохимического смога.

    Проблема экологического состояния атмосферы в промышленных центрах существенно усугубилась в связи со сплошной автомобилизацией, произошедшей в европейских государствах. Автомобильный транспорт относится к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха. Сегодня выбросы автотранспорта преобладают над выбросами стационарных источников, соотносясь как 60:40% и более.

    При традиционном мониторинге остаются "бесконтрольными" десятки загрязняющих веществ, в том числе такие опасные, как ПАУ (бензол, толуол и т.п.), формальдегиды, бензапирен, хлорсодержащие вещества, озон (особая токсичность которого в присутствии оксидов азота возрастает в 20 раз). Особо опасные токсичные вещества образуются в атмосфере также во вторичных реакциях при химическом взаимодействии выброшенных загрязняющих веществ из техногенных источников под воздействием солнечной радиации (процессы трансформации).

    В связи с постоянно возрастающим техногенным загрязнением биосферы Земли большую актуальность приобретает разработка и внедрение в практику новейших методов экологического мониторинга.

    Наиболее полно современным требованиям оперативности получения информации о состоянии атмосферы отвечают лазерные методы зондирования, способные обеспечить дистанционный контроль заданного участка воздушного пространства в реальном времени [1, 2].

    Предлагается использовать для оперативного мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферы разработанный голографический газоаэрозольный лидар оригинальной конструкции [3].

    Основным преимуществом предлагаемой разработки является возможность получения количественной информации о качественно различных атмосферных компонентах: газовом составе и аэрозолях различной природы, в том числе биологических и радиоактивных. В рамках проекта будет создан опытный образец мобильного голографического газоаэрозольного лидара на базе существующего лабораторного прототипа (см. рис. 1, 2). Предлагается также разработка комплексного методологического обеспечения применения голографического лидара в условиях техногенной опасности, в том числе для инспекции атомных электростанций и газопроводов высокого давления. Лидар может устанавливаться на автомобилях или летательных аппаратах.

    Рис. 1. Общий вид лабораторного прототипа мобильного голографического газо-аэрозольного лидара
    Рис. 2 Сканирующая система лабораторного прототипа лидара

    Принципиальным отличием разработки является:
    • использование различных спектральных методов в одном лидарном комплексе;
    • применение в конструкции оригинальных новейших разработок основных элементов комплекса (перестраиваемый лазер [4], голографический блок регистрации аэрозолей, многоканальный спектроанализатор и др.);

    Передвижная автоматизированная лаборатория позволяет осуществлять комплексный экологический контроль атмосферы в зоне жилой городской застройки и в санитарно-защитной зоне предприятий по фактическому ее состоянию в сочетании с точным учетом состава и мощности выбросов техногенных источников, а также получать достоверную оценку и прогноз вероятного развития техногенной ситуации на стадии критических параметров загрязнений, как ее раннего этапа для принятия профилактических мер. В комплексе могут быть реализованы два автономных канала зондирования атмосферы:
    • один предназначен непосредственно для определения молекулярного загрязнения атмосферы;
    • второй с помощью твердотельного двухволнового источника лазерного излучения, оснащенного голографической системой, позволяет по изображениям поляризационных голограмм срезов факела или срезов атмосферы исследовать тип, концентрацию и распределение в пространстве загрязняющих аэрозолей по составу и размерам.

    Такой комплекс позволяет выявлять конкретные источники техногенного загрязнения, которые требуют усовершенствования технологического процесса или более высокой степени обезвреживания отходящих газов, а также обосновано определять штрафные санкции предприятиям за нарушение лимитов ПДВ.

    Вся полученная информация обрабатывается программным обеспечением, позволяющим делать выводы об источнике, динамике возникновения и развития процесса загрязнений с последующим наложением результатов на карту местности и сохранением информации в специальной базе данных.

    Список основных публикаций:

    1. Патент України на корисну модель № 48788. Пристрій для аналізу викидів в атмосферу техногенних джерел / Валяєв О.Ю., Єфанов І.М., Овсієвський А.О., Пеліхатий М.М., Рашкевич О.С., Рябих В.М., Титар В.П., Ткаліч О.М., ТретьяковО.В., Яременко Р.Г., Ярцев В.І. Дата. реєстрації 25.03.2010. Дата публікації 25.03.2010.

    2. Патент України на корисну модель № 30204. Спосіб визначення викидів забруднювальних речовин від техногенних джерел / Осипенко В.В., Бобошко В.С., Титар В.П. та інш. Україна. Дата реєстрації 11.02.2008. Дата публікації 11.02.2008.бюл.№3.

    3. Титарь В.П., Шпаченко О.В. Голографический лидар для экологического мониторинга атмосферы // Вісник Харківського національного університету ім.. В. Н.Каразіна. радіофізика та електроніка. 2001.Вип,1. № 513. - СІ51-160.

    4. Патент України на корисну модель. № 48789. Молекулярний газовий лазер / Бобошко В.С, Валяєв О.Ю., Єфанов І.М., Овсієвський А.О., Пеліхатий М.М., Рашкевич О.С., Титар В.П., Ткаліч О.М., Третьяков О.В., Яременко Р.Г., Ярцев В.І. Дата реєстрації 25.03.2010. Дата публікації 25.03.2010.




  • Предложена атмосферная лазерная система связи с открытым резонатором, одно из зеркал которого обращает волновой фронт, а в качестве второго зеркала резонатора служит оптика приемной станции системы. Такие системы связи с импульсной модуляцией и импульсным режимом работы оптического квантового генератора с открытым резонатором позволяют с чрезвычайно высокой скоростью передавать информацию во время излучения каждого импульса.

    В отличие от СВЧ оптический диапазон совершенно свободен, и его использование не требует согласования частного канала связи. Он обеспечивает высокую скорость передачи информации, ее защиту от несанкционированного доступа, помехоустойчивость, низкое энергопотребление. Перспективными системами связи оптического диапазона являются системы с импульсной модуляцией и импульсным режимом работы оптического квантового генератора. Такие системы позволяет с чрезвычайно высокой скоростью передавать информацию во время излучения каждого импульса. В предлагаемой системе информация, подлежащая передачи, регистрируется в запоминающем входном устройстве и подводится к модулятору света, размещенному на пути светового пучка лазера и обеспечивающему импульсно-кодовую модуляцию. При этом соответствующие схемы синхронизируют передачу информации запоминающим устройством от световых импульсов лазера. Световые импульсы доходят до приемного устройства, детектируются фотодетектором и передаются демодулятору, которые преобразует их в электрические сигналы, соответствующие сигналам, зарегистрированным в запоминающем устройстве. Это устройство соединено со схемой синхронизации, а также читающими устройствами.

    Импульсная лазерная система связи может применяться не только на расстоянии в пределах прямой видимости. С помощью такой лазерной системы связи можно установить связь и через газовую плазму, в то время как через нее электромагнитные волны радиочастотного диапазона не проходят. Система лазерной связи может также использоваться для передачи информации через поверхность раздела воздух – море. Состояние поверхности моря переменчивое из-за волн, характеризуется составляющими, частота которых находится в диапазоне волн радиосвязи.

    В процессе эксперимента была показана возможность наведения лазерного излучения сразу на несколько объектов. Так, при наведении сверхлюминесцентного излучения одновременно на три объекта возникала генерация в телесном угле, определяемом апертурой активного элемента резонатора.

    В направлении на каждый из объектов формировался отдельный лазерный луч, интенсивность которого зависела от коэффициента отражения исследуемых объектов. Причем при выгорании под действием лазерного излучения поверхности фотокатода одного из объектов (ФЭУ) энергия излучения перераспределялась на два других зеркальных объекта. При перемещении объектов лазерные лучи перемещались вслед за объектом и не пропадали до тех пор, пока объекты не выходили из зоны видимости.

    Лазерная система связи с открытым резонатором работает почти безынерционно. Скорость наведения в ждущем режиме системы определяется скоростью распространения лазерного излучения и двойным расстоянием до объектов, на которые наводится лазерное излучение. Точность наведения практически безошибочна и определяется возникновением генерации лазерного излучения при отражении от объектов люминесцентного излучения, которое возникает при накачке активного элемента.

    Список основных публикаций:

    1. Пат. 14570 Украины, МПК Н 04 В 1/38, Н 04 J 13/00. Лазерний пристрій / Титар В.П.; заявл. 18.12.00 ; опубл. 20.01.97. Бюл. № 23 (І ч.).

    2. Титарь В. П. О некоторых свойствах лазерной системы с открытым резонатором / В. П. Титарь // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка. – 1999. – Вип. 1, № 427. – С 176–182.

    3. Titar', V.P. Some properties of open-resonator laser systems // Telecommunications and Radio Engineering (English translation of Elektrosvyaz and Radiotekhnika). –1998. –V. 52, № 9. – Р. 80-87.

    4. Титарь В. П. Лазерные системы связи с открытым резонатором // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія: Радіофізика та електроніка. – 2016. – Вип. 24, № 1115. – С. 79–85

    5. Titar V. P. An open resonator system for the free-space laser communication // National Science Review. 2017. V 4, N 4 (2) (p ISSN 2095-5138; e-ISSN:2053-714X)

Свяжитесь с нами

Адрес:
площадь Сободы 6, Харьков, Украина, ауд 271., 61000
Телефон:
+38(057)705-20-30
E-mail: germany@karazin.ua
ukr.germany@gmail.com
Facebook: facebook.com/GermanyKarazin