Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Управление формированием фазового рельефа в слоях дихромированного желатина
Статья научная
Приводится обзор результатов исследования процессов записи оптической информации на слоях дихромированного желатина (ДЖ) при изготовлении голографических и дифракционных оптических элементов (ДОЭ) с непрерывным глубоким фазовым профилем. Экспериментально исследована зависимость дифракционной эффективности (ДЭ) записанных голограмм от условий синтеза, экспонирования и проявления слоев ДЖ. Рассмотрены особенности изготовления ДОЭ при экспонировании излучением красного спектрального диапазона и при контактном копировании белым светом. Предложены способы копирования рельефных ДОЭ и радужных голограмм способами "бромойль" и адгезионного отрыва.
Бесплатно
Уравнение нелинейной динамики световых импульсов в многомодовых световодах
Статья научная
Приводится вывод эволюционных уравнений, описывающих нелинейное распространение и взаимодействие световых импульсов в многомодовых световодах, не использующий приближение слабонаправляющих световодов. Учитываются поляризационные свойства мод, моды излучения и возможные нерегулярности структуры световодов. Получен полный набор нелинейных членов, связанных с нелинейной проницаемостью третьего порядка, что позволило провести классификацию нелинейных эффектов в световодах по виду нелинейных членов. Показывается сохранение суммарной энергии мод и выполнение соотношений Мэнли-Роу. Оцениваются полученные результаты.
Бесплатно
Уравнения для описания пространственно-временной эволюции предельно-коротких импульсов
Статья
Бесплатно
Усиление магнитоакустических волн в оптически тонкой плазменной среде с тепловой неустойчивостью
Статья научная
Ранее была рассмотрена возможность перекачки энергии из неустойчивых акустических волн в альфвеновские волны в результате трёхволнового взаимодействия одинаково направленных волн. В данной работе кратко описаны механизмы охлаждения и возможные сценарии нагрева оптически тонкой плазменной среды. В качестве модельной среды были выбраны верхние слои солнечной атмосферы. На основе двух моделей описывающих функцию охлаждения были получены температурные области, в которых возможно усиление акустических волн и рассчитаны инкременты усиления для каждого из возможных сценариев нагрева.
Бесплатно
Усиление незначительных колебаний объектов на видеокадрах
Статья научная
В работе предлагается вариант реализации фильтра усиления амплитуды незначительных колебаний объектов в видеопотоке и порядок поэтапного создания такого фильтра. Для этого приводится математический анализ природы колебаний и более сложных движений объектов в кадрах. Тестируется работа фильтра усиления движений на практике как возможность бесконтактного определения частоты дыхания человека.
Бесплатно
Усиление обратного эффекта Фарадея в диэлектрических дифракционных решётках с волноводным слоем
Статья научная
Рассмотрено явление усиления интенсивности электромагнитного поля в ближней зоне дифракционных структур с двумерной периодичностью, состоящих из диэлектрической дифракционной решётки и волноводного слоя. Показано, что в случае падения на структуру волны с круговой поляризацией наблюдается усиление обратного эффекта Фарадея. Величина обратного эффекта Фарадея в дифракционной структуре более чем в 40 раз превышает соответствующую величину для однородного слоя. Потенциальные применения рассматриваемых структур заключаются в возможностях локального управления намагниченностью, контроля интенсивности и усиления поля.
Бесплатно
Ускорение обучения нейронной сети с отбором обучающих примеров
Статья научная
Исследуется возможность повышения эффективности обучения нейронной сети, распознающей изображения цифр. Используется допустимое отклонение выходов нейронов последнего слоя от желаемого. Обучение производится методом обратного распространения только на ошибочно классифицируемых данных. Обосновывается возможность эффективного распараллеливания на кластерных вычислительных системах.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена шарообразная линза. Показатель преломления этой линзы является функцией расстояния от центра шара. Получены условия, при которых такая линза свободна от сферической аберрации третьего порядка, если на линзу падает параллельный пучок лучей.
Бесплатно
Условные морфологические меры сложности и информативности изображений
Статья научная
Предложены новые условные меры сложности и информативности, а также взаимной информативности изображений. Предложенные оценки сложности и информативности отличаются от ранее известных тем, что зависят не только от площадей областей разбиения кадра, но и от их формы. Для этого мозаичные модели формы изображений, характерные для морфологии Пытьева, используются совместно с фигурными картами толщин, рассматривавшихся ранее лишь в рамках математической морфологии Серра. В статье исследованы математические свойства морфологических карт толщин и соответствующих им оценок морфологической сложности и информативности в зависимости от свойств используемых наборов структурирующих элементов. Приведены качественные примеры вычисления всех предложенных характеристик формы, а также численные результаты экспериментов по оценке и сравнению сложности форм на открытой базе изображений Kimia99.
Бесплатно
Успехи журнала «Компьютерная оптика»
Ред. заметка
Подводятся промежуточные итоги выполнения задач, сформулированных в статье главного редактора журнала академика В.А. Сойфера "Quo vadis" (Компьютерная оптика, 2014, Том 38, № 4). Анализируются основные библиометрические показатели журнала в базе “Scopus”, полученные по итогам 2015-го года. Проведено сравнение этих показателей с аналогичными показателями ряда близких по тематике журналов. Декларируется ряд мероприятий 2017-го года.
Бесплатно
Усреднение трёхмерного поля направлений
Статья научная
В данной статье описан метод усреднения трёхмерного поля направлений, построенный по аналогии с усреднением традиционного плоского поля направлений. Метод даёт результаты, вполне согласующиеся с геометрически наглядными в случае, когда образуемый усредняемыми векторами телесный угол сравнительно мал. При увеличении этого угла появляются необычные эффекты. Следует также отметить одну интересную особенность описываемого усреднения - оно не является ассоциативным.
Бесплатно
Устойчивый метод расшифровки интерферограмм с пошаговым сдвигом
Статья научная
Предложен метод расшифровки интерферограмм, обеспечивающий минимизацию ошибки определения разности фаз интерферирующих фронтов при наличии шумов на интерференционных картинах. Рассмотрен математический аппарат решения трансцендентных уравнений с произвольными пошаговыми сдвигами. Показано необходимое и достаточное условие для решения задачи предложенным методом в зависимости от значений вносимых фазовых сдвигов и их количества. Проведен сравнительный анализ работы предложенного метода и алгоритма расшифровки интерферограмм на основе векторного представления системы трансцендентных уравнений.
Бесплатно
Устранение шума на изображениях на основе метода полной вариации
Статья научная
Рассматривается подход к устранению комбинации гауссовского и пуассоновского шумов на растровых изображениях. Считается, что такое сочетание шумов характерно для биомедицинских изображений. Предлагается применить метод полной вариации функции яркости изображения с использованием комбинации двух широко известных моделей устранения шумов. Качество обработки изображений зависит от настраиваемых параметров модели. Построена процедура с автоматической оценкой этих параметров. Приводятся результаты экспериментов на реальном рентгенографическом изображении с искусственно внесённым шумом. Показано, что найденные параметры близки к заданным, обеспечивая оптимальное качество устранения комбинированного шума.
Бесплатно
Устройство на основе ПЛИС для распознавания рукописных цифр на изображениях
Статья научная
Рассмотрена задача создания мобильного и энергоэффективного устройства, позволяющего распознавать рукописные цифры на изображениях с помощью свёрточных нейронных сетей. Устройство реализовано на основе программируемой логической интегральной схемы, входящей в систему на кристалле Cyclone V SX. При этом разработаны функциональные схемы вычислительных блоков, реализующих процедуры свёртки и подвыборки, а также функциональная схема самой свёрточной нейронной сети предложенной архитектуры. Приведены результаты исследования эффективности созданного устройства на программируемой логической интегральной схеме в части точности распознавания рукописных цифр, производительности устройства и его энергопотребления. Показаны результаты сравнения эффективности аппаратной реализации свёрточной нейронной сети с её программной реализацией.
Бесплатно
Уточнённая модель дисперсии для кварцевого стекла
Статья научная
Найдены параметры (резонансные длины волн, амплитуды и коэффициенты демпфирования) модели Селлмейера для более точного согласования (среднеквадратическое отклонение 6%) модельных кривых показателей преломления и поглощения с облаком экспериментальных значений дисперсионных кривых кварцевого стекла в диапазоне от 20 нм до 100 мкм. Сравнение результатов моделирования распространения Гауссова (по пространству и по времени) импульса длительностью 3,35 фс и длиной волны 532 нм в планарных волноводах из кварцевого стекла, дисперсия которых описывалась стандартной и уточнённой моделями Селлмейера, показало существенное влияние дисперсии на распространение импульса: в 10 раз большее поглощение и замедление на 0,35 мкм за 7 мкм.
Бесплатно
Статья научная
Проведено моделирование влияния искажающих факторов в виде волновых аберраций на изображение в когерентном и некогерентном случаях. Показано, что дефокусировку можно компенсировать не только с помощью кубического фазового распределения, но и другими типами асимметричных фазовых функций, в том числе с дробной степенью. При этом аподизация изображающей системы такой фазовой функцией обеспечивает более гладкий характер оптической передаточной функции, что может быть полезно при восстановлении закодированного изображения.
Бесплатно
Статья научная
Теоретически и численно показано, что планарная структура, состоящая из двух изотропных диэлектрических слоёв, может быть использована для уменьшения паразитного рассеяния поверхностных плазмон-поляритонов при произвольном угле падения. Средние потери на рассеяние для рассмотренного примера уменьшаются на порядок до 0,015. Фазовая модуляция и преломление поверхностных плазмонов с подавлением рассеяния хорошо описываются аналитической моделью, основанной на формулах Френеля. Предложенный подход может быть использован при создании плазмонных линз, рефлекторов, плазмонных кристаллов и резонаторов плазмонных лазеров.
Бесплатно
Фазовая проблема и синтез оптических полей
Статья научная
Рассмотрена связь между фазовой проблемой в оптике и синтезом оптических полей. Показана важная роль вихревой составляющей вектора потока световой энергии на конкретном примере задачи фокусировки.
Бесплатно
Фазовая спектроскопия поверхностных электромагнитных волн
Статья научная
Установлено, что поверхностные электромагнитные волны (ПЭВ) являются чувствительным индикатором состояния поверхности. Изменение интенсивности, прошедшей вдоль образца ПЭВ, дает информацию о наличии окисных пленок, адсорбатов, о шероховатости поверхности. Фазовая спектроскопия, в которой определяется и набег фазы ПЭВ при распространении вдоль образца (эффективный показатель преломления ПЭВ), позволяет увеличить объем получаемой информации и расширить круг изучаемых объектов. Проводимый с помощью ЭВМ анализ распределения интенсивности при интерференции двух пучков, идущих от двух точек поверхности, по которой распространяется ПЭВ {например, возбуждающий элемент и край образца), позволяет определить не только эффективный показатель преломления ПЭВ, но и коэффициент поглощения ПЭВ. Фазовая спектроскопия ПЭВ была использована для изучения металлов с естественным окислом как с лазерным возбуждением ПЭВ (С02 лазером - область перестройки 930-1088 см-1), так и в широкодиапазонном варианте (с Фурье-спектрометром - область спектра 700-2500 см-1). Исследованы в лазерном варианте также диэлектрики (кристаллический кварц с пленками металла) и высокотемпературные сверхпроводники YВа2Си3О7-5 (керамика, монокристаллы и пленки на титанате стронция). Получены оптические постоянные исследованных материалов.
Бесплатно