Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
Синтез апертуры интерференционного поля
Статья научная
Описан синтез апертуры интерференционного поля в оптическом диапазоне, позволяющий записать широкоапертурные прецизионные линейные и радиальные голографические дифракционные решётки. Разработанный авторами метод фазовой модуляции позволил увеличить точность фазовых измерений при синтезе голографических дифракционных решёток, благодаря чему в настоящее время создаются линейные и угловые измерительные системы, обладающие наноразрешением.
Бесплатно
Синтез голограмм на приёмном конце канала связи с объектом голографирования
Статья научная
Предложен метод синтеза голограмм, восстанавливающих 3D-изображение с использованием двух 2D-изображений, в т. ч. топографической карты поверхности 3D-объекта и фотографии текстуры его поверхности, полученных с использованием когерентного и некогерентного излучения. Метод пригоден для передачи информации о 3D-объекте по каналу связи и последующего синтеза голограмм на удалении от объекта голографирования. Он может быть применён в устройствах дополненной реальности, при создании голографических фотоаппаратов и 3D-видеокамер, в 3D-проекторах и микроскопах, устройствах с синтезированной апертурой. Указанный метод удалённого синтеза голограмм пригоден для воспроизведения на расстоянии от объекта его голографических 3D-изображений в различных участках диапазона электромагнитного излучения. Приведены примеры восстановления 3D-изображения в ИК-части спектра. Метод пригоден также для синтеза голограмм в УФ-, ТГц- и даже радиодиапазоне.
Бесплатно
Статья научная
Дан обзор методов синтеза зеркальных систем, преобразующих в приближении геометрической оптики первичную сферическую волну в волну с заданной лучевой структурой (плоскую, сферическую, с заданной фокальной линией). Подробно рассмотрены известные методы решения указанной задачи. Поверхности зеркал могут быть выбраны из различных условий: а) распределение амплитуды на фронте первичной волны преобразуется в заданное распределение амплитуды на фронте двукратно отраженной волны; б) фокусировка (без аберраций) двух падающих с различных направлений волн; в) поляризационная структура первичной волны преобразуется в заданную поляризационную структуру двукратно отраженной волны. Для различных постановок задачи решение сводится к решению уравнений в частных производных второго или первого порядка, уравнений в частных производных с запаздывающим аргументом. В вырожденных ситуациях (плоская или осесимметричная задачи) решение сводится к обыкновенным дифференциальным уравнениям. Рассмотрены граничные условия, приводящие к единственности решения.
Бесплатно
Синтез и исследование дифракционных делителей пучка с непрерывным профилем
Статья научная
Изготовлены и исследованы дифракционные делители пучка 1:3 и 1:5 с непрерывным профилем микрорельефа для длины волны лазерного излучения 1064 нм. Приведены результаты измерений профиля созданных элементов и распределения интенсивности, формируемые элементами.
Бесплатно
Статья научная
Разработан метод синтеза нанопористых структур металлических материалов циклическим упруго-пластическим деформированием при лазерном воздействии. В результате проведённых исследований структуры сплава методом растровой электронной микроскопии установлено следующее. При различных режимах в зависимости от интенсивности импульсно-периодической лазерной обработки с термоциклированием медно-цинкового сплава Л62 в приповерхностном слое материала формируются микрополости различных форм: от глобулярной размером до 10 мкм с выступами и впадинами до вытянутой каплевидной и клинообразной шириной до 10 мкм и длиной более 50 мкм. В исследуемом диапазоне режимов воздействия в латуни Л62 образуются субмикропоры с характерным размером, не превышающим 1 мкм, а на более интенсивных режимах - шириной менее 1 мкм и длиной более 20 мкм. При исследовании тонкой структуры медно-цинкового сплава Л62 после импульсно-периодической лазерной обработки с термоциклированием установлено, что микрополости вытянутой каплевидной и клинообразной форм и субмикрополости сужаются у своих краёв с образованием протяжённых наноразмерных каналов шириной не более 100 нм и длиной более 10 мкм.
Бесплатно
Синтез обучающих выборок для классификации дорожных знаков с помощью нейросетей
Статья научная
В работе исследуется применимость порождающих конкурирующих нейронных сетей для синтеза обучающих выборок на примере задачи классификации дорожных знаков. Рассматриваются порождающие нейронные сети, обучаемые с помощью метрики Васерштейна. В качестве базового метода для сравнения используется метод генерации синтетических изображений дорожных знаков по иконке. Проводится экспериментальное сравнение нейросетевых классификаторов, обученных на реальных данных, двух видах синтетических данных, а также смеси реальных и синтетических данных. Эксперименты показывают, что современные порождающие нейронные сети позволяют создавать реалистичные обучающие выборки для классификации автодорожных знаков, которые превосходят по качеству методы генерации знаков по иконкам, но немного уступают по качеству реальным данным.
Бесплатно
Синтез оптимальных дифференциаторов для алгоритма обнаружения локально ориентированных текстур
Статья научная
Предложен метод построения помехоустойчивых масочных дифференцирующих фильтров, минимизирующих вероятность ошибки обнаружения локально ориентированных текстур алгоритмом на основе градиентного структурного тензора. Для решения задачи синтеза предложено использовать гауссовскую аппроксимацию распределения компонент градиентного структурного тензора. Показано, что применение оптимальных масочных дифференцирующих фильтров приводит к значительному уменьшению вероятности ошибки обнаружения.
Бесплатно
Статья научная
Вводится понятие оптической антенны и оптической антенной решетки. Получено выражение для диаграммы направленности в зоне дифракции Френеля для света с произвольной степенью когерентности. Для формирования требуемого поля в раскрыве оптической антенны предложено использовать искусственные оптические элементы, синтезированные с помощью ЭВМ. Изготовлен киноформный элемент, обеспечивающий заданное количество лепестков диаграммы направленности.
Бесплатно
Синтез отражательных поляризаторов из решетки параллельных ленточных проводников и плоского зеркала
Статья научная
Рассмотрена задача синтеза отражательных поляризаторов, преобразующих требуемым образом поляризацию исходного поля. Отражательный поляризатор конструируется из решетки параллельных ленточных проводников и плоского зеркала. Описан метод определения ориентации проводников и размеров элементов поляризатора. Приведены результаты синтеза отражательных поляризаторов, преобразующих линейно поляризованную волну в циркулярно поляризованную. Исследована устойчивость таких поляризаторов по отношению к возмущению исходной длины волны.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача синтеза оптически покрытий с заданным амплитудным коэффициентом отражения при Фиксированной длине волны падающего излучения и доказана ее разрешимость. Дана постановка проблемы оптимального синтеза. Получены необходимые условия оптимальности решения задачи синтеза, позволяющие получить алгоритм его построения. В конечном счете, проблему построения оптимального решения задачи синтеза удается свести к решению одного трансцендентного уравнения.
Бесплатно
Синтез супрамолекулярных наноматериалов для регистрации голограмм и оптической обработки информации
Статья научная
Рассматривается технология синтеза наноструктурированных слоев самопроявляющегося дихромированного желатина, механизмы записи оптической информации в нем и способы управления голографическими характеристиками. В качестве управляющих воздействий рассмотрены изменение состава слоя путем введения изопропилового спирта и применение прерывистого экспонирования. Выявлено, что результат управляющих воздействий зависит от соотношения процессов записи и деградации изображения.
Бесплатно
Синтез фазового транспаранта с заданной индикатрисой рассеяния
Статья научная
Предложен и численно апробирован новый метод расчета фазовой функции случайного транспаранта, формирующего в дальней зоне дифракции световое поле с заданным распределением средней интенсивности.
Бесплатно
Синтез фильтров для обработки изображений с фрактальной структурой
Статья научная
Рассматриваются методологические подходы к построению оптимальных фильтров для оценки сигналов на фоне помех, имеющих стохастическую масштабно-инвариантную структуру. Предлагаемые подходы могут быть использованы при обработке спутниковых изображений.
Бесплатно
Синтез фокусаторов для внутрирезонаторной коррекции тепловых искажений световых пучков
Статья научная
Рассматривается задача оптимизации оптической схемы телескопического резонатора в условиях тепловых деформаций зеркал. Для коррекции расходимости выходного излучения предлагается использовать внутри резонатора зеркало с заранее рассчитанной (асферической) формой поверхности. Обсуждаются методы расчета профиля корректирующего зеркала. Показано, что использование таких зеркал позволяет при заданной мощности лучевой нагрузки практически полностью устранить влияние термодеформаций на расходимость выходного излучения.
Бесплатно
Синтез фокусаторов излучения в плоскую область в условиях нелинейных искажений световых пучков
Статья научная
Отмечается, что для эффективного решения целого ряда задач лазерной технологии необходимо обеспечить вполне определенное пространственное распределение интенсивности излучения на поверхности обрабатываемой детали. В какой-то мере эти задачи могут быть решены с помощью элементов плоской оптики - фокусаторов излучения. Предлагается методика расчета фокусаторов излучения в плоскую область в условиях теплового самовоздействия световых пучков в движущейся среде. Основой построения алгоритма решения задачи является градиентный метод минимизации функционала невязки. Результаты численных расчетов, иллюстрируемые рисунками, свидетельствуют об эффективности использования градиентных методов для расчета фокусаторов излучения в нелинейных средах.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод вычисления ядра смаза, возникающего при вращении цифровой камеры. Вращение измеряется трёхосным гироскопом, скреплённым с камерой. Получены дифференциальные уравнения траектории вращательного смаза, исходящей из выбранного пикселя цифрового изображения. Уравнения записаны в фокальной плоскости объектива без вычисления промежуточных элементов внешнего ориентирования камеры. Приведено выражение для интеграла от энергетической освещённости вдоль траектории смаза, создаваемой точечным источником излучения. В интеграле учитываются функция рассеяния объектива и апертурные функции отдельных фоточувствительных ячеек матричного фотоприёмника. Расчёт значений интеграла для всех фоточувствительных ячеек, освещённых точечным источником, даёт дискретное ядро вращательного смаза, начинающееся в выбранным пикселе цифрового изображения. Описаны алгоритмы численного интегрирования полученных уравнений. Выполнен анализ уравнения смаза, выделены характерные особенности ядер, и показана их неоднородность - ядра вращательного смаза для различных пикселей при произвольном вращении камеры не совпадают между собой. Приведён пример синтеза ядер смаза для заданных параметров вращения цифровой камеры.
Бесплатно
Синтезированные дифракционные элементы для устройств считывания информации с оптических дисков
Статья научная
Рассмотрены вопросы синтеза структуры дифракционных элементов, предназначенных для фокусировки излучения полупроводниковых лазеров. Показано, что при оптимальных параметрах синтезированной структуры одиночная дифракционная линза может быть использована в качестве высоко-апертурного объектива, фокусирующего излучение одномодового или мно-гомодового полупроводникового лазера в дифракционно ограниченное пятно, размеры которого позволяют надежно считывать информацию с оптических дисков.
Бесплатно
Синтезированные на приёмном конце канала связи голограммы 3D-объекта в технологии Dot Matrix
Статья научная
В работе приведены экспериментальные результаты по записи и восстановлению 3D-голографических кадров, пригодных для передачи 3D-голографических изображений с необходимой для TV-изображений частотой кадров и разрешением стандарта Full HD и выше. Метод основан на предложенной ранее технологии регистрации и передачи по каналу связи карты глубин и текстуры поверхности регистрируемого объекта и цифровому синтезу голограммы на приёмном конце канала связи. Полученный результат уменьшает требуемую для передачи голографической 3D-информации полосу частот аналогично технологии SSB, поскольку несущая пространственная частота голограммы в указанном методе не передаётся по каналу связи, а синтезируется в голограмме уже на его приёмном конце. Приведены экспериментальные результаты синтеза голограммы на приёмном конце канала связи в технологии Dot Matrix. Рассматриваемый в работе метод удобен для мультиплексирования 3D-изображений, их переноса из одного участка электромагнитного спектра в другой, а также при создании гиперспектральных изображений. В работе реализована технология голографического фототелеграфа, которая при использовании быстродействующих динамических голографических мониторов может решать задачи создания 3D TV и дополненной реальности.
Бесплатно
