Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Астигматическое преобразование краевой дислокации дробного порядка
Статья научная
Теоретически показано, что астигматическое преобразование краевой дислокации (прямой линии нулевой интенсивности) порядка n +a (действительное положительное число, n - целое число, 0
Бесплатно
Астигматическое преобразование набора краевых дислокаций, внедренных в гауссов пучок
Статья научная
Теоретически показано, как Гауссов пучок c конечным числом параллельных линий нулей интенсивности (краевых дислокаций) с помощью цилиндрической линзы преобразуется в вихревой пучок, имеющий орбитальный угловой момент и топологический заряд. Причем в начальной плоскости у такого пучка уже есть орбитальный угловой момент, но нет топологического заряда, который появляется только при распространении в свободном пространстве. На примере двух параллельных линий нулей интенсивности, симметрично расположенных относительно центра, показана динамика формирования двух нулей интенсивности на двойном фокусном расстоянии: при увеличении расстояния между вертикальными линиями нулей интенсивности два оптических вихря формируются сначала на горизонтальной оси, потом сходятся в центр, а затем расходятся, но уже по вертикальной оси. Топологический заряд такого оптического вихря при любом расстоянии между линиями нулей равен - 2. Причем на любом расстоянии по оптической оси, кроме начальной плоскости. При изменении расстояния между линиями нулей интенсивности меняется орбитальный угловой момент пучка. Он может быть отрицательным, положительным и при определенном расстоянии между линиями нулей интенсивности орбитальный угловой момент может быть равен нулю. Показано также, что в случае неограниченного числа линий нулевой интенсивности формируется пучок с конечным орбитальным угловым моментом и с бесконечным топологическим зарядом.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается метод атмосферной коррекции гиперспектральных изображений. Метод состоит из двух этапов. На первом этапе по зарегистрированному изображению определяются параметры атмосферных искажений в рамках известной модели переноса излучения. В отличие от других известных методов мы используем стандартное уравнение переноса излучения в полной (нелинейной) форме, а также линейную модель спектральной смеси как основу для описания неискажённого гиперспектрального изображения. Используя эти две математические модели одновременно, мы оцениваем параметры атмосферных искажений только по самому гиперспектральному изображению и верифицированным данным малого объёма. Последнее подразумевает набор спектральных сигнатур - неискажённых спектральных профилей определённых материалов, которые могут появляться в различных их линейных комбинациях на регистрируемом гиперспектральном изображении. Никакой прецедентной информации (множества отсчётов, содержащих известные спектральные профили) или «чистых» гиперспектральных отсчётов (содержащих только одну спектральную сигнатуру) в предлагаемом нами методе не требуется. Таким образом, метод может быть использован для идентификации модели атмосферных искажений и их последующего устранения. Представлены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующие качественные характеристики предлагаемого метода.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен метод атмосферной коррекции гиперспектральных изображений полученных с помощью космической съёмки. Метод основан на приближённом решении уравнения переноса модели MODTRAN с использованием совместного анализа гиперспектрального изображения полученного с помощью космической съёмки и идеального гиперспектрального изображения, свободного от атмосферных искажений.
Бесплатно
Аутентификация пользователя по динамике подписи на основе нечёткого классификатора
Статья научная
Анализ динамики подписи является одним из наиболее быстрых, интуитивно понятных и экономичных инструментов аутентификации пользователей. Динамическое распознавание подписи основано на анализе нескольких характеристик почерка индивидуума, таких как параметры движения, давление, азимут и угол наклона пера в определенные моменты времени, а также скорости и ускорения вышеперечисленных величин. В нашей работе в качестве признаков были использованы постоянная составляющая и первые семь гармоник разложения данных сигналов в ряд Фурье. Создание систем подтверждения подлинности подписи включает следующие этапы: предобработка, отбор информативных признаков, классификация. Для отбора признаков использованы бинарные метаэвристические и детерминированные алгоритмы. Классификация выполнялась с помощью нечеткого классификатора. Параметры нечетких классификаторов настраивались непрерывными метаэвристическими алгоритмами. Работоспособность системы аутентификации проверена на авторской базе данных. База данных содержит 280 оригинальных вариантов подписи одного автора и 1281 вариант фальсификаций (поддельных подписей) семи авторов. Для оценки статистической значимости различий в точности и ошибках нечетких классификаторов, сформированных метаэвристическими алгоритмами, использованы критерий Манна-Уитни (Уилкоксона) и тест Крускала-Уоллиса.
Бесплатно
Ахроматизированные дифракционно-рефракционные объективы EUV-диапазона
Статья научная
Приведена дисперсионная модель оптического материала, позволяющая использовать хорошо зарекомендовавшие себя программные продукты расчёта оптических систем в EUV-диапазоне. Рассчитаны и исследованы фотолитографические дифракционно-рефракционные объективы, ахроматизация которых достигается с помощью дифракционно-рефракционного корректора, включающего рефракционную линзу Френеля. Показано, что такие объективы по совокупности основных характеристик являются конкурентоспособными по отношению к зеркальным объективам, которые ещё совсем недавно в EUV-диапазоне считались безальтернативными.
Бесплатно
Ахроматизированные дифракционные и дифракционно-рефракционные системы рентгеновского диапазона
Статья научная
Проанализированы возможности и определены условия ахроматизации дифракционных и дифракционно-рефракционных систем рентгеновского диапазона. Произведена оценка качества фокусировки при достижении строгой и частичной ахроматизации. Результаты оценки сопоставлены с возможностями одиночной дифракционной линзы.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается возможность создания ахроматических фокусаторов, у которых различные зоны фокусируют изображение в непересекающиеся участки области фокусировки. Оцениваются возникающие при этом дифракционные ограничения.
Бесплатно
Бездифракционные асимметричные элегантные пучки Бесселя c дробным орбитальным угловым моментом
Статья научная
Рассмотрено новое семейство бездифракционных асимметричных элегантных пучков Бесселя (ЭБ-пучки) с дробным орбитальным угловым моментом (ОУМ). ЭБ-пучки являются модами свободного пространства и описываются функцией Бесселя первого рода n -го порядка с комплексным аргументом. Функции, описывающие комплексные амплитуды ЭБ-пучков, ортогональны по вещественному параметру (масштабирующему множителю) и не ортогональны по целому параметру (топологическому заряду). Распределение интенсивности ЭБ-пучков имеет счётное число изолированных нулей, расположенных на горизонтальной оси и порождающих оптические вихри с единичным топологическим зарядом и противоположными знаками с разных сторон от начала координат. Изолированный ноль интенсивности на оптической оси порождает оптический вихрь с топологическим зарядом n. ОУМ ЭБ-пучков на один фотон равен ħ( n +0,69777), где ħ - постоянная Планка.
Бесплатно
Бездифракционные пучки Ломмеля
Статья научная
Рассмотрено непараксиальное семейство бездифракционных лазерных пучков, комплексная амплитуда которых пропорциональна функции Ломмеля двух переменных n-го порядка. Поэтому они названы пучками Ломмеля (Л-пучки). Получены явные аналитические выражения для углового спектра плоских волн и орбитального углового момента для Л-пучков. Поперечная интенсивность Л-пучков обладает зеркальной симметрией по отношению к осям декартовых координат. Так как Л-пучки сохраняют поперечную интенсивность при распространении, то они являются модами свободного пространства (Л-моды). Чётные (n = 2p) и нечётные (n = 2p + 1) Л-моды взаимно ортогональны. При определённом параметре Л-моды переходят в обычные моды Бесселя.
Бесплатно
Бесконтактная регистрация функции дыхания на основе анализа ИК-ТГц-изображений лица человека
Статья научная
В работе предложен новый подход к бесконтактной регистрации функции дыхания на основе анализа инфракрасно-терагерцовых изображений лица человека, последовательность которых позволяет визуализировать процессы, происходящие во время дыхания. Для получения количественных оценок функции дыхания предложено два способа. Первый - с использованием зонда, реализующего функцию пространственного дифференцирования, обеспечивает высокую чувствительность, но требует повышенной точности совмещения зонда с носовым отверстием и масштабирования в соответствии с ракурсом съемки. Второй - гистограммный способ получения количественных оценок функции внешнего дыхания - инвариантен к масштабу, не требует точного позиционирования, но при этом обладает меньшей чувствительностью. Предложенные способы позволили дистанционно оценить частоту дыхания, которая коррелирует с данными, полученными контактным методом регистрации функции дыхания.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Бесконтактный экспресс-контроль взаимного положения рельсов железнодорожной колеи
Статья научная
В работе рассмотрено устройство контроля линейного вертикального, линейного поперечного горизонтального и углового перемещений, а также ширины верха головки рельса. Предложены матричная компоновка и синфазное возбуждение вихретоковых преобразователей, позволяющие создать общее электромагнитное поле, обеспечивающее контроль в широком диапазоне изменения геометрических параметров. Методика распознавания электромагнитного образа рельса основана на селекции контролируемых факторов с помощью цифровой обработки измерительных сигналов.
Бесплатно
Библиотека подпрограмм для работы с системой КАМАК на персональных компьютерах
Статья научная
Описывается библиотека подпрограмм, предназначенная для обращения к модулям КАМАК из программ, написанных на языке UCSD Pascal в операционной системе Apple Pascal System, работающих на персональных компьютерах Apple Н/Правец-8. Библиотека является реализацией рекомендаций документа SR/01 комитета ESONE с обоснованными в работе изменениями и дополнениями. Приводится краткое описание библиотечных подпрограмм и используемых типов данных, а также описываются процедуры использования и настройки библиотеки.
Бесплатно
Библиотечный модуль WIN-DOWHANDLER
Статья научная
В докладе описывается библиотечный модуль WINDOWHANDLER, позволяющий на экране алфавитно-цифрового дисплея реализовать работу с окнами - произвольными областями прямоугольной формы и осуществлять в них операции ввода-вывода.
Бесплатно
Бинарная линза: исследование локальных фокусов
Статья научная
В рамках скалярной теории выполнен анализ осевого распределения, формируемого бинарной линзой (зонной пластинкой). Аналитически показано, что для линз с невысокой числовой апертурой, несколько локальных фокусов, следующих сразу за основным, имеют интенсивность, близкую к интенсивности основного фокуса за счет пропорционального уменьшения поперечных размеров локальных фокусов. В области же близкой к оптическому элементу, где перестает действовать параксиальное приближение, поперечный размер фокальных пятен перестает уменьшаться и, соответственно, интенсивность падает пропорционально квадрату номера фокуса. Численные и экспериментальные результаты показывают соответствие аналитическим выкладкам.
Бесплатно
![Бинарные дифракционные решётки для управления поляризацией и фокусировкой лазерного света [обзор]](/file/thumb/140228610/binarnye-difrakcionnye-reshjotki-dlja-upravlenija-poljarizaciej-i-fokusirovkoj.png "Бинарные дифракционные решётки для управления поляризацией и фокусировкой лазерного света [обзор]")
Бинарные дифракционные решётки для управления поляризацией и фокусировкой лазерного света [обзор]
Статья научная
Рассмотрены компоненты тонкой микрооптики с наноструктурированной поверхностью для управления поляризацией и фазой лазерного излучения. Такие компоненты включают пропускающие или отражающие свет субволновые дифракционные решётки, локально меняющие свое направление и фактор заполнения, но примерно сохраняющие период и глубину рельефа, детали которого могут составлять десятки и сотни нанометров для видимого диапазона длин волн. Детально анализируются малосекторные дифракционные поляризаторы, преобразующие линейную поляризацию в радиальную или азимутальную, а также субволновые бинарные микролинзы для острой фокусировки лазерного света. Приводятся примеры конкретных микрополяризаторов и металинз, изготовленных в плёнках аморфного кремния.
Бесплатно
Бинарные элементы Бессель-оптики
Статья научная
Приводятся результаты экспериментов по осуществлению преобразований Бесселя высоких порядков для оптических полей с круговой симметрией. Оптические преобразования реализуются на основе бинарных фазовых голограмм.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод расчёта дифракционного делителя пучка с равномерным распределением порядков внутри заданной эллиптической области. Экспериментально показана работоспособность рассчитанного оптического элемента.
Бесплатно
Статья научная
Представлен обзор неинвазивных биометрических методов выявления и прогнозирования развития нейродегенеративных заболеваний. Дан анализ различных модальностей, используемых для диагностики и мониторинга. Рассмотрены такие модальности, как рукописные данные, электроэнцефалограмма, речь, походка, движение глаз, а также использование композиций данных модальностей. Проведен подробный анализ современных методов и систем принятия решений, основанных на машинном обучении. Представлены наборы данных, методы предобработки, модели машинного обучения, оценки точности при диагностике заболеваний. В заключении рассмотрены текущие открытые проблемы и будущие перспективы исследований в данном направлении.
Бесплатно
