На основе исследования квантово-механической аналогии процесса рассогласования параметров двух согласуемых градиентов световодов определяются коэффициенты возбуждения мод низших порядков в приемном световоде, возбуждаемом фундаментальной модой передающего световода. Показывается, что уровень возбуждения мод имеет явно выраженную немонотонную зависимость от смещения согласующего оптического элемента - чувствительного элемента волоконно-оптического датчика, что позволяет формировать датчик позиционирования (размещения чувствительного элемента в заданной точке пространства). Изменение детектируемой моды заменой соответствующего модового фильтра и регулирование веса принимаемых мод при их суммировании на фотоприемнике позволяет peaлизовывать датчик позиционирования на заданное регулируемое расстояние, что является насущным для ряда задач автоматизации технологических процессов.

Бесплатно

Фурье-инвариантный пучок Лагерра-Гаусса с автофокусировкой

Котляр Виктор Викторович, Абрамочкин Евгений Григорьевич, Ковалев Алексей Андреевич, Козлова Елена Сергеевна, Савельева Александра Александровна

Статья научная

В работе рассмотрен новый пучок Лагерра-Гаусса, который отличается от обычных модовых пучков Лагерра-Гаусса, сохраняющих с точностью до масштаба структуру распределения интенсивности. Этот пучок не сохраняет свою структуру при распространении в свободном пространстве, но обладает интересными свойствами. Этот пучок Фурье-инвариантный и имеет в начальной плоскости (в плоскости перетяжки) и в дальней зоне дифракции увеличенную область темного. То есть диаметр центрального темного круга в сечении пучка может быть больше, чем у обычных пучков Лагерра-Гаусса. При сохранении топологического заряда пучка, меняя индексы многочлена Лагерра, можно увеличивать или уменьшать эффективный диаметр центрального темного пятна интенсивности. Кроме того, данный пучок обладает свойством автофокусировки, то есть на расстоянии Рэлея от перетяжки распределение интенсивности имеет вид светового кольца (при любом значении радиального индекса) с минимальным диаметром и максимальной интенсивностью на кольце. Данный пучок можно применять для манипулирования микрочастицами без использования дополнительной сферической линзы для его фокусировки.

Бесплатно

Цветовая коррекция бликов на цифровых изображениях

Бибиков Сергей Алексеевич, Минаев Евгений Юрьевич, Никоноров Артм Владимирович, Фурсов Владимир Алексеевич

Статья научная

В работе предложена общая модель бликов на цифровых изображениях и рассмотрены частные случаи бликов: точечные, протяжённые, матовые. Построены алгоритмы локализации и цветовой коррекции бликов. Приведены примеры, иллюстрирующие работоспособность предложенных алгоритмов на реальных изображениях.

Бесплатно

Цветовая коррекция на основе идентификации моделей по тестовым фрагментам изображений

Бибиков Сергей Алексеевич, Фурсов Владимир Алексеевич

Статья научная

В работе рассмотрена технология коррекции цифровых изображений, обладающих неудовлетворительной цветовой гаммой, на основе идентификации модели коррекции цвета по небольшому количеству специально формируемых тестовых фрагментов.

Бесплатно

Цветовые модели представления полихроматических интерференционных изображений тонких слоистых объектов в оптической микроскопии

Дьяченко Антон Андреевич, Рябухо Владимир Петрович

Статья научная

Рассматриваются алгоритмы анализа полихроматической интерференционной картины изображения тонких слоистых объектов в оптической микроскопии для измерения оптических толщин слоев. Обсуждается метод измерения оптических толщин слоев, основанный на сравнении цветов исследуемого интерференционного изображения и численно моделируемого. Рассматривается математическая модель, используемая для расчёта и моделирования интерференционной картины, и алгоритмы обработки исследуемого интерференционного изображения. Приведён алгоритм сравнения цветов в рамках цветовой модели RGB, и показаны недостатки этой модели. Показана возможность использования цветовой модели Lab, и описаны алгоритмы сравнения цветов интерференционных изображений в этой цветовой модели. Приведены результаты применения разработанных алгоритмов для измерения оптических толщин эритроцитов в сухом мазке крови. Проведена оценка погрешности и стабильности разработанного алгоритма.

Бесплатно

Цветокоррекция в трехцветных устройствах цветовоспроизведения

Ложкин Леонид Дидимович, Осипов Олег Владимирович, Вороной Андрей Андреевич

Статья научная

В данной статье рассматриваются вопросы цветовых искажений, возникающих в современных телевизионных системах. Графически показаны искажения цветности между оригиналом и его изображением в случае стандартных схем цветовой коррекции в камерном канале телевизионной системы. В связи с тем, что в настоящее время используются различные телевизионные экраны с большими отличиями цветовых охватов, величина искажений цветностей между оригиналом и его изображением на конкретном телевизионном экране будет сильно различаться при воспроизведении. Для уменьшения цветовых искажений в статье предлагается метод цветовой коррекции, основанный на сравнении координат цвета в колориметрической системе телевизионной камеры с их значениями в колориметрической системе МКО.

Бесплатно

Цифровая голографическая интерферометрия микросмещений объектов с рассеивающей поверхностью

Диков Олег Викторович, Савонин Сергей Александрович, Качула Владимир Иванович, Рябухо Владимир Петрович

Статья научная

Рассматриваются теоретические основы и схемные решения цифровой голографической интерферометрии, процедуры частотной пространственной фильтрации цифровой голограммы и восстановления комплексной амплитуды поля изображений рассеивающего объекта. Обсуждаются принципы многоэкспозиционного голографического интерференционного контроля полей микросмещений и микродеформаций объектов с диффузно рассеивающей поверхностью. Приведены результаты экспериментального определения микродеформаций изгиба под действием сосредоточенной и распределённой сил. Получены оценки пространственного и временного разрешений, достигаемых методом цифровой голографической интерферометрии в задачах определения статических и динамически изменяющихся полей микроперемещений рассеивающих поверхностей отражающих объектов.

Бесплатно

Цифровая сортировка пучков Эрмита-Гаусса: анализ спектра мод и топологический заряд возмущённого пучка Лагерра-Гаусса

Воляр Александр Владимирович, Абрамочкин Евгений Григорьевич, Егоров Юрий Александрович, Брецько Михаил Владимирович, Акимова Яна Евгеньевна

Статья научная

Разработан и реализован экспериментально метод измерения спектров амплитуд и начальных фаз и топологического заряда пучков Лагерра-Гаусса в базисе мод Эрмита-Гаусса. Теоретически обоснован и воплощён на эксперименте метод измерения топологического заряда невозмущённых пучков Лагерра-Гаусса с различными значениями радиальных и азимутальных чисел посредством астигматического преобразования на цилиндрической линзе. Показано, что измеренные спектры мод Эрмита-Гаусса позволяют определить орбитальный угловой момент и топологический заряд, а также осуществить цифровую сортировку мод Эрмита-Гаусса с последующим восстановлением реального сингулярного пучка.

Бесплатно

Цифровое моделирование двумерных линейных систем

Сергеев В.В., Усачев А.В.

Статья научная

Рассмотрена задача цифровой имитации непрерывных линейных систем с постоянными параметрами, преобразующих двумерные сигналы. Указываются способы сокращения вычислительной сложности модели за счет рационального выбора параметров используемого дискретного преобразования Фурье, секционирования свертки, применения преобразования Фурье в форме Хартли. Описан алгоритм моделирования для случая известной частотной характеристики системы и пространственно-ограниченного сигнала.

Бесплатно

Цифровой анализ водяных знаков средневековых рукописей

Карнаухов В.Н., Мерзляков Н.С., Венгер Э., Хайдингер А., Лакнер Ф.

Статья

Бесплатно

Цифровой анализ спекл картины хаотичной композиции мод и восстановление регулярного узора интенсивности после многомодового волокна

Воляр Александр Владимирович, Брецько Михаил Владимирович, Акимова Яна Евгеньевна, Егоров Юрий Александрович

Статья научная

Экспериментально и теоретически исследовался процесс согласования мод в хаотической спекл картине без опорного пучка, ответственного за формирование голографической решетки. Наш подход основывается на измерении амплитуд и фаз мод Эрмита-Гаусса и Лагерра-Гаусса в спекл картине, образованной излучением многомодового градиентного волокна. Cпекл картина формировалась на голограмме пространственного модулятора света, используя модель многомодового градиентного волокна с учетом модовой и поляризационной дисперсии, а также случайных скачков фазы каждой собственной моды. Нам удалось согласовать 210 мод спекл картины и восстановить не только исходный узор, то также каждую структурированную моду Лагерра-Гаусса и всю цепочку собственных мод Эрмита-Гаусса.

Бесплатно

Цифровые макроголограммы дисплейного типа

Карнаухов В.Н., Мерзляков Н.С., Мозеров М.Г., Ярославский Л.П., Димитров Л.И., Венгер Э.

Статья

Бесплатно

Цифровые методы обработки изображений в задачах идентификации средневековых водяных знаков

Карнаухов В.Н., Мерзляков Н.С., Венгер Э., Хайдингер А.

Статья научная

В данной работе представлена реляционная мультимедийная база данных (изображения и текстовые данные), разработанная для водяных знаков средневековых манускриптов. Представлена также специализированная интегрированная система, предназначенная для цифровой обработки изображений водяных знаков и управления этой базой данных. В настоящее время база данных содержит более 2000 водяных знаков. Основная часть этих водяных знаков взята из рукописей и инкунабул, хранящихся в монастыре Клостерноебург (Klosterneuburg, Austria).

Бесплатно

Частотная стабилизация однофотонного источника на основе спонтанного параметрического рассеяния света с помощью внешнего электрического поля

Акатьев Дмитрий Олегович, Калачев Алексей Алексеевич

Статья научная

В данной работе рассматривается метод управления спектром спонтанного параметрического рассеяния в кристаллах с квадратичной нелинейностью с помощью внешнего однородного электрического поля за счёт эффекта Поккельса и обсуждаются возможности стабилизации несущей частоты узкополосного однофотонного источника на основе противонаправленного параметрического рассеяния.

Бесплатно

Четырёхволновое взаимодействие на резонансной и тепловой нелинейностях

Акимов Александр Александрович, Воробьва Елена Владимировна, Ивахник Валерий Владимирович

Статья научная

В рамках скалярной теории исследовано взаимодействие четырёх монохроматических волн в схеме со встречными волнами накачки с учётом двух типов нелинейности: резонансной и тепловой. Получены зависимости модуля амплитуды объектной волны от толщины нелинейного слоя при условии неизменности температуры на гранях нелинейного слоя. В приближении плоских волн накачки исследована угловая зависимость амплитуды объектной волны.

Бесплатно

Четырёхволновое взаимодействие на тепловой нелинейности в схеме с положительной обратной связью

Акимов Александр Александрович, Гузаиров Салават Абдрахимович, Ивахник Валерий Владимирович

Статья научная

Рассмотрено влияние обратной связи, осуществляемой по сигнальной и объектной волнам, на амплитудный коэффициент отражения четырёхволнового преобразователя излучения на тепловой нелинейности. Получены и проанализированы зависимости коэффициента отражения четырёхволнового преобразователя от интенсивности волн накачки и параметров кольцевого резонатора, реализующего обратную связь. Показано, что использование резонатора кольцевого типа позволяет в несколько раз повысить значения коэффициента отражения четырёхволнового преобразователя излучения на тепловой нелинейности.

Бесплатно

Четырёхволновое взаимодействие на тепловой нелинейности при больших коэффициентах отражения c учётом самодифракции волн накачки

Акимов Александр Александрович, Ивахник Валерий Владимирович, Никонов Владимир Иванович

Статья научная

Рассмотрено влияние коэффициента отражения на качество обращения волнового фронта при четырёхволновом взаимодействии на тепловой нелинейности. Показано, что при равных интенсивностях волн накачки с ростом коэффициента отражения ширина пространственного спектра четырёхволнового преобразователя излучения уменьшается. При различных соотношениях между амплитудами волн накачки получены зависимости коэффициента отражения объектной волны, ширины пространственного спектра объектной волны, коэффициента преобразования сигнальной волны от интенсивности волн накачки.

Бесплатно

Четырёхзонный отражающий азимутальный микрополяризатор

Стафеев Сергей Сергеевич, Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Мария Викторовна, Офаолейн Лиам Уильям Веллан-Куртин

Статья научная

В работе был рассчитан и изготовлен 4-зонный бинарный субволновый отражающий микропреобразователь поляризации с размерами 100×100 мкм. Микропреобразователь был синтезирован методом электронно-лучевой литографии в плёнке золота. Численно с помощью FDTD-метода и экспериментально было показано, что изготовленный микрополяризатор преобразует падающий на него линейно-поляризованный Гауссов пучок с длиной волны 532 нм в азимутально-поляризованный пучок.

Бесплатно

Четырёхзонный пропускающий азимутальный микрополяризатор с фазовым сдвигом

Стафеев Сергей Сергеевич, Котляр Мария Викторовна, Офаолейн Лиам Уильям Веллан-Куртин, Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Виктор Викторович

Статья научная

Изготовлен и исследуется бинарный субволновый четырёхзонный пропускающий элемент фотоники с метаповерхностью для одновременного управления поляризацией и фазой лазерного пучка. Элемент выполнен в плёнке кремния на стекле и преобразует в ближней зоне падающий линейно-поляризованный лазерный пучок в пучок, близкий к азимутально-поляризованному пучку, но со сдвигом фазы на π в диаметрально противоположных точках пучка. В дальней зоне преобразованный пучок формирует на оптической оси не минимум, как азимутально-поляризованный пучок, а максимум интенсивности.

Бесплатно

Четырёхсекторный преобразователь поляризации, интегрированный в кристалл кальцита

Карпеев Сергей Владимирович, Подлипнов Владимир Владимирович, Хонина Светлана Николаевна, Паранин Вячеслав Дмитриевич, Решетников Антон Сергеевич

Статья научная

Предложен новый подход к реализации секторных пластин для преобразования поляризационного состояния пучков. Разработана и реализована технология травления кристалла кальцита для интегрирования в него четырёхсекторного преобразователя поляризации. Экспериментально реализован и исследован четырёхсекторный преобразователь поляризации, обеспечивающий попарное ортогональное поляризационное состояние секторов. Проведено сравнение стыков секторов интегрированного преобразователя со стыками секторов из отдельных фрагментов волновых пластин. Проведён анализ спектральных свойств такого преобразователя, определены длины волн, при которых происходит нужное преобразование. Экспериментально показано, что квазипериодическое повторение условий соответствия фазовой задержки замедляется при увеличении длины волны.

Бесплатно

Журнал