Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
![Сравнение устойчивости вихревых пучков Лагерра-Гаусса к случайным флуктуациям оптической среды Сравнение устойчивости вихревых пучков Лагерра-Гаусса к случайным флуктуациям оптической среды](/file/thumb/14059553/sravnenie-ustojchivosti-vihrevyh-puchkov-lagerra-gaussa-k-sluchajnym-fluktuacijam.png)
Сравнение устойчивости вихревых пучков Лагерра-Гаусса к случайным флуктуациям оптической среды
Статья научная
Численно и экспериментально исследовано распространение вихревых пучков Лагерра-Гаусса через случайную фазовую искажающую среду. Проанализировано влияние порядка моды на степень сохранения вихрей различных порядков в случайной среде. Экспериментально показано повышение устойчивости обнаружения вихря в пучке при небольшой дефокусировке выходного Фурье-каскада оптического коррелятора.
Бесплатно
![Сравнение фокусировки коротких импульсов в приближении Дебая Сравнение фокусировки коротких импульсов в приближении Дебая](/file/thumb/140228747/sravnenie-fokusirovki-korotkih-impulsov-v-priblizhenii-debaja.png)
Сравнение фокусировки коротких импульсов в приближении Дебая
Статья научная
Рассмотрены различные типы импульсов и свойства их частотных спектров. Расчёты показали, что существенное различие между импульсами начинается только при очень малых длительностях (менее периода осцилляции). В этом случае импульс Гаусса становится нефизичным и нужно использовать другие типы импульсов, например, импульс Пуассона. Выполнено сравнительное моделирование фокусировки коротких импульсов апланатическим объективом при различных состояниях поляризации и порядках вихревой сингулярности в приближении Дебая. Показано, что для субцикличного импульса Пуассона, имеющего значительную энергию в высоких частотах, состояние поляризации и наличие вихревой фазовой сингулярности существенно влияет на распределение в фокальной области.
Бесплатно
![Сравнение формы фокусных пятен по интенсивности и потоку энергии для высокоапертурных зонной пластинки и спиральной зонной пластинки Сравнение формы фокусных пятен по интенсивности и потоку энергии для высокоапертурных зонной пластинки и спиральной зонной пластинки](/file/thumb/140295007/sravnenie-formy-fokusnyh-pjaten-po-intensivnosti-i-potoku-jenergii-dlja.png)
Статья научная
С помощью моделирования методом конечных разностей во временной области показано, что при острой фокусировке Гауссова пучка с линейной поляризацией и с внедренным оптическим вихрем зонной пластинкой Френеля и при фокусировке Гауссова пучка спиральной зонной пластинкой формируются фокусные пятна разной формы и по интенсивности, и по потоку энергии. Наиболее существенные различия наблюдаются при значении топологического заряда, равного трем. При фокусировке зонной пластинкой Френеля Гауссова пучка поток энергии имеет кольцевое распределение, в то время как при фокусировке спиральной зонной пластинкой форма интенсивности и потока энергии имеет три локальных максимума, что соответствует порядку спиральной зонной пластинки. На расстоянии 14,5 мкм от фокуса лепестковая структура интенсивности (и потока энергии) сменяется на кольцевое распределение.
Бесплатно
![Сравнительная характеристика операционных систем реального времени для ЭВМ класса РDP-11 Сравнительная характеристика операционных систем реального времени для ЭВМ класса РDP-11](/file/thumb/14058230/sravnitelnaja-harakteristika-operacionnyh-sistem-realnogo-vremeni-dlja-jevm.jpg)
Сравнительная характеристика операционных систем реального времени для ЭВМ класса РDP-11
Статья научная
Приводится сравнительная характеристика многопользовательских операционных систем реального времени TSX-Plus версии 6.01 и SRAREplus для ЭВМ класса PDP-11 с однопользовательской системой RT-11 версии 5.02. Предлагается система программных тестов для сравнения этих операционных систем.
Бесплатно
![Сравнительное изучение самоизображения прозрачных решёток Сравнительное изучение самоизображения прозрачных решёток](/file/thumb/14058449/sravnitelnoe-izuchenie-samoizobrazhenija-prozrachnyh-reshjotok.png)
Сравнительное изучение самоизображения прозрачных решёток
Статья научная
На основании сравнительного теоретического и экспериментального исследования эффекта Тальбота для прозрачных линейных и равномерных круговых решёток рассмотрено самопроизвольное воспроизведение поля после зонных пластинок. Выявлены особенности, связанные как с формой, так и с периодом штрихов. Показано, что качество самоизображения решёток определяется границами области воспроизводимых в изображении пространственных частот. Приводятся экспериментальные результаты визуализации фазовых объектов с помощью интерферометра Тальбота на зонных пластинках.
Бесплатно
![Сравнительное исследование спектральных свойств асферических линз Сравнительное исследование спектральных свойств асферических линз](/file/thumb/14059370/sravnitelnoe-issledovanie-spektralnyh-svojstv-asfericheskih-linz.png)
Сравнительное исследование спектральных свойств асферических линз
Статья научная
Проведён расчёт дифракционной асферической линзы с минимизированными геометрическими аберрациями на оси (акслинза). Показано, что такая линза обладает существенно лучшим угловым разрешением по сравнению с параболической линзой. Рассмотрены спектральные свойства акслинзы. Проведён натурный эксперимент по формированию изображения акслинзой.
Бесплатно
![Сравнительное моделирование амплитудной и фазовой зонных пластинок Сравнительное моделирование амплитудной и фазовой зонных пластинок](/file/thumb/14059411/sravnitelnoe-modelirovanie-amplitudnoj-i-fazovoj-zonnyh-plastinok.png)
Сравнительное моделирование амплитудной и фазовой зонных пластинок
Статья научная
В работе с помощью FDTD-метода проведено сравнительное моделирование острой фокусировки лазерного света с помощью бинарных фазовой и амплитудных (тонкие металлические плёнки толщиной 20 - 30 нм) зонных пластинок Френеля. Вблизи колец зонной пластинки из серебра обнаружены субволновые локальные максимумы, интенсивность которых сравнима с интенсивностью в фокусе и которые объясняются возбуждением плазмонов.
Бесплатно
![Сравнительное моделирование двумя методами острой фокусировки зонной пластинкой Сравнительное моделирование двумя методами острой фокусировки зонной пластинкой](/file/thumb/14059020/sravnitelnoe-modelirovanie-dvumja-metodami-ostroj-fokusirovki-zonnoj-plastinkoj.png)
Сравнительное моделирование двумя методами острой фокусировки зонной пластинкой
Статья научная
Промоделирована фокусировка радиально-поляризованной моды двумя методами: FDTD и с помощью формул Ричардса-Вольфа. Показано, что оба метода демонстрируют возможность преодоления зонной пластинкой с радиусом R = 20(лямбда) дифракционного предела при освещении её модой R-TEM01 с радиусом (омега) = 10(лямбда). При расчёте методом FDTD преодоление дифракционного предела наблюдается для числовой апертуры, большей NA = 0,97, а по РВ-формулам - большей NA = 0,96. Относительная погрешность результатов вычисления ширины фокального пятна этими двумя методами при этом не превышает 6%.
Бесплатно
![Сравнительный анализ аналитических и итерационных методов решения задачи фокусировки в отрезок Сравнительный анализ аналитических и итерационных методов решения задачи фокусировки в отрезок](/file/thumb/14058275/sravnitelnyj-analiz-analiticheskih-i-iteracionnyh-metodov-reshenija-zadachi.jpg)
Сравнительный анализ аналитических и итерационных методов решения задачи фокусировки в отрезок
Статья научная
Проведен сравнительный анализ решений задачи фокусировки в отрезок. Проведен анализ работоспособности геометрооптических фокусаторов в отрезок и фокусаторов с дифракционными поправками, рассчитанных с использованием дифракционной аппроксимации оператора распространения света. Проведено сравнительное исследование работоспособности итерационных элементов, рассчитанных по алгоритму Герчберга-Секстона, и фокусаторов с дифракционными поправками. Исследован квазипериодический элемент для фокусировки в отрезок, устойчивый к искажениям интенсивности освещающего пучка. Предложен метод расчета тепловых фокусаторов, позволяющих сформировать заданный температурный профиль вдоль отрезка прямой.
Бесплатно
![Сравнительный анализ быстрых алгоритмов слияния для итеративной полигональной аппроксимации контурных цепей при различных критериях оптимизации Сравнительный анализ быстрых алгоритмов слияния для итеративной полигональной аппроксимации контурных цепей при различных критериях оптимизации](/file/thumb/14058697/sravnitelnyj-analiz-bystryh-algoritmov-slijanija-dlja-iterativnoj-poligonalnoj.png)
Статья научная
В статье исследуются свойства быстрых алгоритмов слияния, применяющихся для итеративной полигональной аппроксимации контурных цепей и различающихся критериями оптимизации. Исследуемые критерии оптимизации - максимум периметра, минимум максимальной и среднеквадратической погрешности. Алгоритмы сравниваются с точки зрения предпочтительности для локализации углов, по численным критериям (длине периметра, максимальной и среднеквадратической погрешности) и вычислительной сложности.
Бесплатно
![Сравнительный анализ методов аппроксимации функций в задачах обработки изображений Сравнительный анализ методов аппроксимации функций в задачах обработки изображений](/file/thumb/14058607/sravnitelnyj-analiz-metodov-approksimacii-funkcij-v-zadachah-obrabotki.png)
Сравнительный анализ методов аппроксимации функций в задачах обработки изображений
Статья научная
Рассматриваются различные нелинейные методы аппроксимации многомерной регрессии (нейронные сети, линейные по параметрам функции, иерархическая аппроксимация) в применении к задачам фильтрации изображений на основе априорной информации в виде пары изображений («идеальное» - «искаженное»). Проводится сравнение эффективности рассмотренных методов аппроксимации.
Бесплатно
![Сравнительный анализ распределений интенсивности, формируемых дифракционным аксиконом и дифракционным логарифмическим аксиконом Сравнительный анализ распределений интенсивности, формируемых дифракционным аксиконом и дифракционным логарифмическим аксиконом](/file/thumb/14058874/sravnitelnyj-analiz-raspredelenij-intensivnosti-formiruemyh-difrakcionnym.png)
Статья научная
С помощью численного моделирования проведено сравнение двух типов дифракционных аксиконов - линейного и логарифмического - по характеристикам формируемых распределений интенсивности как продольных, так и поперечных. При этом оценивались: глубина осевой фокусировки и ширина формируемого светового пятна или центрального светового кольца (для вихревых аксиконов). Показаны преимущества логарифмического аксикона перед линейным аксиконом не только по равномерности распределения интенсивности вдоль оптической оси, но и существенный выигрыш в удлинении фокальной зоны при формировании узких осевых световых нитей и трубок.
Бесплатно
![Сравнительный анализ хроматизма дифракционных и рефракционных линз Сравнительный анализ хроматизма дифракционных и рефракционных линз](/file/thumb/14058686/sravnitelnyj-analiz-hromatizma-difrakcionnyh-i-refrakcionnyh-linz.png)
Сравнительный анализ хроматизма дифракционных и рефракционных линз
Статья научная
Приведены результаты сравнительного анализа хроматизма дифракционных и однородных рефракционных линз. Обсуждены возможности коррекции сферохроматизма третьего и пятого порядков таких линз. Даны рекомендации по эффективному использованию линз различного типа в гибридных рефракционно-дифракционных оптических системах.
Бесплатно
![Статистическая оценка вероятности правильного обнаружения веществ в ИК Фурье-спектрометрии Статистическая оценка вероятности правильного обнаружения веществ в ИК Фурье-спектрометрии](/file/thumb/14059403/statisticheskaja-ocenka-verojatnosti-pravilnogo-obnaruzhenija-veshhestv-v-ik.png)
Статистическая оценка вероятности правильного обнаружения веществ в ИК Фурье-спектрометрии
Статья научная
В работе рассмотрена задача идентификации веществ по инфракрасным спектрам. В качестве метода идентификации используется последовательное сравнение исследуемого спектра с эталонными спектрами веществ из базы данных. В качестве меры схожести между двумя спектрами используется статистический коэффициент корреляции Пирсона. Рассмотрен случай, когда исследуемый спектр является спектром некоторого вещества в виде заданного спектра из базы данных с аддитивной добавкой белого δ-коррелированного шума с Гауссовым распределением. В этом случае найдены вероятностные характеристики статистического коэффициента корреляции. Введено понятие правильного обнаружения вещества, и найдены теоретические выражения для вероятности правильного обнаружения. Разработана методика определения пороговых значений коэффициента корреляции по заданной вероятности правильной идентификации. В численных экспериментах показана применимость описанных методик.
Бесплатно
![Статистические свойства разности фаз в спекл-модулированном поле и метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля Статистические свойства разности фаз в спекл-модулированном поле и метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля](/file/thumb/14058616/statisticheskie-svojstva-raznosti-faz-v-spekl-modulirovannom-pole-i-metod.png)
Статья научная
Экспериментально установлено, что случайная составляющая разности фаз развитого спекл-поля в двух его точках имеет неравномерную плотность распределения вероятности с максимумами для значений 0 и р рад. Описан и экспериментально реализован метод восстановления изображения объекта по зарегистрированной спекл-структуре рассеянного им когерентного поля. Для восстановления утерянной при записи информации о фазе дифракционного поля предложено фазы соседних спеклов считать отличающимися на р радиан. Данный метод применим к объектам, распределение средней интенсивности по которым описывается четной функцией координат.
Бесплатно
![Статистическое кодирование при компрессии изображений на основе иерархической сеточной интерполяции Статистическое кодирование при компрессии изображений на основе иерархической сеточной интерполяции](/file/thumb/140228687/statisticheskoe-kodirovanie-pri-kompressii-izobrazhenij-na-osnove-ierarhicheskoj.png)
Статистическое кодирование при компрессии изображений на основе иерархической сеточной интерполяции
Статья научная
Исследуются алгоритмы статистического кодирования при компрессии изображений. Предлагается подход к повышению эффективности кодов переменной длины при компрессии изображений с потерями. Разрабатывается алгоритм статистического кодирования, предназначенный для использования в составе методов компрессии изображений, осуществляющих кодирование декоррелированного сигнала с неравномерным распределением вероятностей. Производится экспериментальное сравнение предложенного алгоритма с алгоритмами ZIP и ARJ при кодировании специфических данных иерархического метода компрессии. Кроме того, проводится экспериментальное сравнение иерархического метода компрессии изображений, включающего разработанный алгоритм кодирования, с методом JPEG и методом на основе вейвлет-преобразования.
Бесплатно
![Стохастическая оптимизация фазы радиально-симметричного ДОЭ Стохастическая оптимизация фазы радиально-симметричного ДОЭ](/file/thumb/14058462/stohasticheskaja-optimizacija-fazy-radialno-simmetrichnogo-doje.png)
Стохастическая оптимизация фазы радиально-симметричного ДОЭ
Статья научная
С ростом производительности вычислительной техники широкое распространение приобрел итерационный расчет дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Хорошо известные процедуры поиска (процедуры типа Фьенапа и градиентные процедуры) принципиально не обладают сходимостью к глобальному экстремуму. Если решение прямой задачи не требует больших вычислительных затрат (например, в случае радиальносимметричного ДОЭ) целесообразно применение стохастических алгоритмов для глобальной оптимизации фазы ДОЭ. В данной работе рассматривается применение известной генетической процедуры нахождения экстремума функции многих переменных к расчету бинарных ДОЭ, обладающих радиальной симметрией. Радиально-симметричный характер фазы ДОЭ позволил эффективно проводить расчет на обычном персональном компьютере. Приведены результаты численных и натурных экспериментов.
Бесплатно
![Стоячие волны в невзаимных гиротропных средах Стоячие волны в невзаимных гиротропных средах](/file/thumb/14059185/stojachie-volny-v-nevzaimnyh-girotropnyh-sredah.png)
Стоячие волны в невзаимных гиротропных средах
Статья научная
Рассмотрены особенности интерференции невзаимных прямых и обратных волн в продольно намагниченном ферримагнетике. Показано, что невзаимность параметров структур существенно влияет на характер резонансного процесса, в частности, приводит к отсутствию синфазности колебаний в разнесённых точках пространства, расположенных между узлами.
Бесплатно
![Стратегии формирования панорамного видеоизображения без учёта информации о сюжетных соответствиях в мультиспектральных системах с распределённой апертурой Стратегии формирования панорамного видеоизображения без учёта информации о сюжетных соответствиях в мультиспектральных системах с распределённой апертурой](/file/thumb/140290254/strategii-formirovanija-panoramnogo-videoizobrazhenija-bez-uchjota-informacii-o.png)
Статья научная
Приведены аналитические выражения для расчета количества элементарных вычислительных операций, требуемых для формирования по двум альтернативным стратегиям нескольких персональных областей интереса пользователей панорамной обзорной системы технического зрения с распределённой апертурой: стратегия 1 - формирование полного панорамного кадра с последующим выделением персональных областей интереса, стратегия 2 - непосредственное формирование области интереса для каждого пользователя. Параметрами аналитических выражений являются количество камер распределённой системы, количество пользователей, разрешение кадров панорамы и пользователя. Полученные формулы для заданных параметров позволяют определить оптимальную по критерию минимума количества элементарных операций стратегию для формирования нескольких персональных областей интереса. Формирование области интереса основано только на априорной информации о внутренних и внешних параметрах камер, полученной в результате их фотограмметрической калибровки по универсальному тест-объекту, и не учитывает информации о сюжетных соответствиях на пересечениях их полей зрения.
Бесплатно