Лабораторія “Комп’ютерна оптика”

Міжкафедральна науково-дослідна лабораторія комп’ютерної оптики

Від оптичних вимірювань

до інтелектуальних рішень

 

Про лабораторію

Лабораторія комп’ютерної оптики була заснована у 2000 році в НТУ «ХПІ» як міжкафедральний дослідницький підрозділ кафедри комп’ютерної математики та аналізу даних і кафедри фізики. З моменту свого створення вона зосереджується на поєднанні експериментальної оптики, математичного та комп’ютерного моделювання, а також інтелектуальних методів аналізу даних для вирішення проблем у фізиці, матеріалознавстві та суміжних галузях.

Наша лабораторія об’єднує фізиків та фахівців з обробки даних з обох кафедр. Таке поєднання дозволяє нам працювати на стику оптичної діагностики, фізики твердого тіла, органічних та неорганічних матеріалів, а також сучасних підходів до машинного навчання.

Наукові керівники лабораторії

Наші методики

У лабораторії використовується широкий спектр безконтактних, неруйнівних оптичних методів, зокрема:

• еліпсометрія у видимому та субтерагерцовому діапазонах
• рефлектометрія у видимому та субтерагерцовому діапазонах
• інтерферометрія (мікроінтерферометр Лінніка)
• спектроскопія у видимому та субтерагерцовому діапазонах
• оптична мікроскопія в різних режимах (світле поле, темне поле, поляризаційний, фазово-контрастний, металографічний та інші режими)

У сукупності ці методи забезпечують безконтактну, неруйнівну діагностику тонких плівок і багатошарових структур, мікрорельєфу та деформацій поверхні, складу матеріалів, оптичних констант і анізотропії, а також дослідження впливу дефектів та неоднорідностей на функціональні властивості.

Обробка даних ґрунтується на математичному та комп’ютерному моделюванні, а також на інтелектуальних методах аналізу даних, включно з машинним навчанням.

Основні напрями досліджень

1. Дослідження впливу плазмових факторів на оптичні властивості та структуру поверхні перших дзеркал для діагностики плазми в ITER
2. Розроблення апаратної частини субтерагерцової еліпсометрії та рефлектометрії
3. Неруйнівна оптична та квазіоптична діагностика структури й фізичних властивостей функціональних матеріалів різного призначення
4. Дослідження впливу локалізованих дефектів і шорсткості поверхні на результати еліпсометричних та рефлектометричних вимірювань
5. Розроблення інтелектуальних методів моделювання та аналізу мікроінтерференційних зображень дзеркальних поверхонь з дефектами
6. Розроблення математичних моделей та інтелектуальних алгоритмів для аналізу мікрозображень біологічних об’єктів
7. Створення колориметричних і спектральних методик для оцінювання якості харчових продуктів за кольором
8. Розроблення методів визначення співвідношення хімічних компонентів у прозорих кристалах за їхнім кольором
9. Розроблення та оптимізація високоточних оптоелектронних систем виявлення та супроводу повітряних об’єктів, зокрема для оборонних і безпекових застосувань
10. Дослідження впливу інтенсивної пластичної деформації на мікроструктуру та фізичні властивості металів і сплавів

Проєктно-орієнтоване навчання

Лабораторія відіграє активну роль у навчальному процесі НТУ «ХПІ». Розроблено курси проєктно-орієнтованого навчання для студентів спеціальностей «Прикладна математика», «Комп’ютерні науки» та споріднених освітніх програм. На базі лабораторії також функціонує студентський науковий гурток «Комп’ютерна оптика».

Студентські команди:

• розв’язують реальні задачі з оптики, фізики твердого тіла, кріобіології та матеріалознавства
• працюють з експериментальними даними, отриманими в лабораторії
• створюють моделі та програмні засоби для оптичної діагностики, зокрема з використанням методів штучного інтелекту.

Контактні особи:
Олексій Галуза

E-mail: Oleksii.Haluza@khpi.edu.ua

Алла Савченко
E-mail: Alla.savchenko@khpi.edu.ua