Развитие современных оптических методов записи и обработки изображения непрерывно расширяет требования, предъявляемые к регистрирующим материалам, стимулируя создание новых светочувствительных сред [1,2]. Полимерные фоторегистрирующие материалы являются в настоящее время предметом интенсивных исследований в силу их расширяющегося применения в различных фототехнологиях (оптическая запись информации, изготовление элементов голографической, дифракционной и волноводной оптики, фотолитография и т.д.).

Набор объемных регистрирующих сред, позволяющих получать высокоэффективные голограммы со стабильными свойствами, в настоящее время ограничен [3]. Один из таких материалов представляет собой полимерное стекло с фенантренхиноном [4]. Он позволяет получать как отражательные, так и пропускающие голограммы с почти 100%-ной эффективностью, которые могут полноценно использоваться как носители информации [5] и голографические интерференционные фильтры со спектральной селективностью менее 0.1 нм для астрономии и спектроскопии [6], а также другие голографические оптические элементы [7,8].

Для проведения экспериментальных работ по данной тематике, а также для обработки полученных результатов применяются как текстовые редакторы. Так и математические редакторы Mathcad и Origen, позволяющие провести подробное исследование и математическое моделирование постэкспозиционного поведения фотоиндуцированных (голографических) решеток в модельной среде с диффузионным усилением, состоящей из полиметилметакрилата (ПММА) с распределенным в нем фенантренхиноном (ФХ).

Цель работы состоит в анализе использования современных средств информационных технологий, позволяющих компьютерное моделирование процессов термического усиления объемных фазовых решеток различного периода и выявления причин их несинусоидальности, на примере четырех наиболее распространенных программ, таких как Microsoft Word, Origen, Microsoft Excel и МathCAD .

Глава 1 Обзор литературы

Фотопревращения регистрирующих полимерных материалов и их постэкспозиционная обработка всегда приводят в той или иной степени к изменению показателя преломления, зависящему от количества поглощенного света [3]. Если величина этого изменения

достигает значений

и выше, то говорят, что материал обладает фоторефрактивными свойствами. В исследуемых полимерных слоях в процессе термического усиления происходит диффузия неприсоединеных в процессе регистрации молекул ФХ, что приводит к увеличению амплитуды модуляции показателя преломления.

Для более точного анализ причин диффузии и нагладного представления данного процеса, необходимо проведение математического моделирования и хорошая обработка полученных экспериментальных данных, включающая аппроксимирование результатов сложными экспоненциальными выражениями.

Естественно, для проведения таких объемных и тщательных исследований в полимерном материале не достаточно простых программ. Большую роль в написании научной работы, статьи или реферата играют текстовые редакторы такие как Microsoft Office Word и Microsoft Office Excel, позволяющие съэкономит время и сделать качественное описание проделанных экспериментов. Данный цикл программ не только позволяет придать работе эстетичный внешний облик, но и провести глубокий и точный математический анализ, свесьти данные в простые таблицы и хорошо представить результаты.

Использование такой программы, как Origen, упрощает сложные математические выкладки и позволяет построить точные графические представления физических процессов.

В то же время программа Mathcad - это мощный и эффективный инструмент количественного представления и исследования аналитических моделей. Особенностью этой программы является наличие "умного" рабочего поля (woprksheet), позволяющего ставить Маткаду задачи и получать решения в форме, близкой к привычной математической. Наличие Маткада в арсенале исследователя или инженера просто необходимо для проведения точных экспериментов, а также для обработки полученных результатов. MATHCAD - универсальный математический пакет, предназначенный для выполнения инженерных и научных расчетов. Основное преимущество пакета - естественный математический язык, на котором формируются решаемые задачи. Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый документ. Создание физических моделей диффузии в полимерных слоях при помощи обыкновенных компьютерных программ для рисования было бы крайне затруднимо и практически невозможно.

В этой работе рассматриваются наиболее используемые среди экспериментаторов компьютерные программы, обладающие достаточно простым и легко доступным в изучении содержанием, и в то же время обширными возможностями в области анализа данных.

Глава 2 Описание программ

Microsoft Word является наиболее популярным из используемых в данный момент текстовых процессоров, что сделало его закрытый формат документа .DOC стандартом де-факто, и вынудило конкурирующие программы добавить поддержку совместимости с данным форматом. Фильтры экспорта и импорта в данный формат присутствуют в большинстве текстовых процессоров, например, в AbiWord и OpenOffice.org Writer (подробнее см. Текстовый процессор). Большая часть информации, нужной для работы с данным форматом, добывается посредством обратного инжиниринга, поскольку большая её часть отсутствует в открытом доступе. Формат документа разных версий Word часто меняется, различия бывают довольно тонкими. Форматирование, нормально выглядящее в последней версии, может не отображаться в старых версиях программы, поскольку обратная совместимость часто отсутствует.

Формат файлов .DOC Word 97 был опубликован Microsoft, однако более поздние версии спецификации держатся в секрете и предоставляются только партнёрам Microsoft, правительствам и некоторым учреждениям. Ходят слухи, что некоторые аспекты формата файлов .DOC полностью не понимают даже в Microsoft. Недавно Microsoft сообщила о планах по переходу на XML-ориентированный формат файлов для всех своих офисных приложений. Word 2003 имеет собственный XML-формат, опционально использующий публично документированную схему, названную WordprocessingML, которая доступна во всех редакциях Word 2003 и одобрена несколькими организациями, включая правительство Дании. «Профессиональная» версия имеет возможность использования не-Майкрософтовских схем прямо из WinWord. Apache Jakarta POI — программная библиотека, написанная на Java, цель которой — предоставить возможность чтения и записи в бинарный формат файлов Microsoft Word.

Как и прочие приложения из Microsoft Office, Word может расширять свои возможности посредством использования встроенного макроязыка (сначала использовался WordBasic, однако с версии Word 97 применяется VBA — Visual Basic для приложений). Однако это предоставляет широкие возможности для написания встраиваемых в документы вирусов (так называемые «макровирусы»). Наиболее ярким примером была эпидемия червя Melissa. В связи с этим, многие считают разумной рекомендацию всегда выставлять наивысший уровень настроек безопасности при использовании Word (Меню: «Tools>Macro>Security», «Сервис>Макрос>Безопасность…» в локализованных русских версиях). Также нелишним будет использовать антивирусное программное обеспечение. Первым вирусом, поражавшим документы Microsoft Word, был Concept, созданный для демонстрации возможности создания макровирусов.

Электронные таблицы Microsoft Excel - чрезвычайно мощная программа, позволяющая достигать нужного результата различными способами даже, в самых, казалось бы, простых ситуациях. Excel предлагает богатые возможности для построения сложных формул. Вооружившись несколькими математическими операторами и правилами ввода значений в ячейки, можно превратить рабочий лист в мощный программируемый калькулятор.