Показано, что полученное недавно трехпараметрическое семейство точных решений параксиального волнового уравнения (типа Шредингера), которое названо гипергеометрическими лазерными пучками, включает в себя как частные случаи известные семейства лазерных пучков - гауссовые гипергеометрические лазерные пучки и элегантные пучки Лагерра-Гаусса.

Бесплатно

Гипергеометрические моды

Котляр В.В., Скиданов Р.В., Хонина С.Н., Балалаев С.А.

Статья научная

Рассмотрено новое семейство параксиальных лазерных пучков, образующих ортогональный базис. При распространении в однородном пространстве эти пучки сохраняют свою структуру с точностью до масштаба. Распределение интенсивности в поперечном сечении таких пучков похоже на распределение интенсивности для мод Бесселя и представляет собой набор концентрических чередующихся светлых и темных колец. Комплексная амплитуда таких пучков пропорциональна вырожденной (конфлюэнтной) гипергеометрической функции, и поэтому мы назвали такие пучки гипергеометрическими модами. Мы сформировали такие моды с помощью жидко-кристаллического микродисплея.

Бесплатно

Гипергеометрические пучки в ближней зоне дифракции в рамках скалярной модели

Хонина Светлана Николаевна, Балалаев Сергей Анатольевич

Статья научная

В работе с использованием интеграла Релея-Зоммерфельда первого типа исследуется дифракция ограниченных гипергеометрических мод и обобщенных гипергеометрических пучков в ближней зоне дифракции (порядка нескольких длин волн). При рассмотрении частных случаев гипергеометрических пучков в рамках скалярной непараксиальной теории дифракции численно показана возможность преодоления дифракционного предела с помощью фазового логарифми-ческого аксикона. На основе представления фазовой функции логарифмического аксикона как набора линейных кольцевых аксиконов проведен анализ полученных результатов.

Бесплатно

Гиперспектральная визуализация патологий кожи в видимой области

Братченко Иван Алексеевич, Алонова Марина Васильевна, Мякинин Олег Олегович, Морятов Александр Александрович, Козлов Сергей Васильевич, Захаров Валерий Павлович

Статья научная

Представлены данные анализа гиперспектральных изображений онкопатологий кожи человека. Изображения содержали данные спектров обратного рассеяния нормальной кожи и патологий. На основании данных о содержании основных хромофоров кожи предложен метод диагностики злокачественных пигментных образований кожи.

Бесплатно

Гиперспектральный in vivo анализ хромофоров нормальной кожи и визуализация онкологических патологий

Шерендак Виолетта Павловна, Братченко Иван Алексеевич, Мякинин Олег Олегович, Вольхин Павел Николаевич, Христофорова Юлия Александровна, Морятов Александр Александрович, Мачихин Александр Сергеевич, Пожар Витольд Эдуардович, Козлов Сергей Васильевич, Захаров Валерий Павлович

Статья научная

В работе представлены результаты тестирования методов бесконтактной диагностики новообразований кожи, основанные на регистрации снимков, полученных с помощью гиперспектральной камеры с акустооптическим перестраиваемым фильтром. Для идентификации онкологических патологий предложен интегральный спектральный индекс по множеству концентрических областей вокруг источника роста новообразования исследуемой биоткани. Введенный индекс позволяет, наряду с изменением спектральных свойств ткани, косвенно учесть классические дерматоскопические параметры ABCD: асимметрию, неровность границ, цветовое разнообразие, диаметр новообразования. Приведены результаты разделимости обучающей выборки, и показана возможность применения предложенных подходов в клинической практике.

Бесплатно

Голографическая память с пополнением противоречивой информацией: влияние ослабления низких частот на устойчивость отклика

Павлов Александр Владимирович

Статья научная

Рассмотрена 6f схема голографии Фурье резонансной архитектуры, реализующая пополнение памяти новой информацией, противоречащей ранее записанной. Показано, что обусловленное нелинейностью экспозиционных характеристик голографических регистрирующих сред ослабление низких частот в записанном на голограмме исходном эталонном образе в узком диапазоне фильтраций ведёт к неустойчивости отклика - режиму с перемежаемостью. Показано, что режим с перемежаемостью соответствует перестройке автокорреляционной функции записанного на голограммах составного эталона с одного диапазона значения параметров модели аппроксимации на другой. Показано, что радиус (длина) корреляции записанного на голограммах составного образа служит параметром порядка системы: его быстрое изменение предваряет потерю устойчивости отклика и переход к неустойчивому режиму с перемежаемостью. Приведены результаты численного моделирования.

Бесплатно

Голографические диффузоры c контролируемой индикатрисой рассеяния

Петров Николай Иванович

Статья научная

Рассматриваются оптические элементы для использования в системах подсветки различных экранов дисплеев, в том числе 3D-дисплеев, а также для формирования диаграммы излучения светодиодов. Исследована зависимость распределения интенсивности и индикатрисы рассеянного излучения от соотношения между дисперсией высоты и корреляционной длиной шероховатости поверхности, а также от радиуса когерентности падающего излучения и показателя преломления материала диффузора. Показано, что индикатриса рассеяния сужается при увеличении корреляционной длины шероховатости поверхности пленки и/или радиуса когерентности падающего излучения.

Бесплатно

Голографическое моделирование эффекта лазерной биостимуляции и методы изготовления фантомных тест-объектов для радиологии

Богдан И.В., Выговский Ю.Н., Выговская Н.Ю., Загайнова Ю.С., Зволь Е.В., Малов А.Н., Малов С.Н., Молоцило В.Ю., Петров А.А., Пидгурский С.Н., Неупокоева А.В.

Статья научная

Для исследования структуры когерентного электромагнитного поля предлагается использовать самопроявляющиеся коллоидные голографические регистрирующие эмульсии. Гель таких эмульсий может быть выполнен в виде различных геометрических форм с регулируемым значением показателя преломления. Сенсибилизация эмульсии к красному излучению позволяет моделировать действие на биологические объекты лазерного излучения, в том числе и инфракрасного диапазона. Подобие свойств желатинового геля человеческим тканям позволяет использовать его для имитации различных объектов при радиологических процедурах в онкологии. Рассматриваются оптические схемы для синтеза фантомных тест объектов в рентгенотерапии.

Бесплатно

Статья научная

Бесплатно

Градационные траектории как аналог градационных кривых в метрическом пространстве CIE Lab: дискретный подход

Тарасов Дмитрий Александрович, Мильдер Олег Борисович

Статья научная

В работе расширен подход, использующий трёхмерные градационные траектории в метрическом пространстве CIE Lab в качестве аналогов традиционных градационных кривых. Показано, что математический аппарат дифференциальной геометрии пространственных кривых, описывающий градационные траектории, может быть дополнен более простым дискретным подходом. Демонстрируются возможности применения дискретного метода вычисления градационных траекторий к задачам линеаризации цифровых печатных систем.

Бесплатно

Градиентные элементы микрооптики для достижения сверхразрешения

Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич, Налимов Антон Геннадьевич

Статья научная

Получены модовые решения уравнения Гельмгольца для произвольного градиентного планарного волновода. Амплитуда моды представлена как экспонента с показателем в виде ряда Тейлора, коэффициенты которого находятся из рекуррентных соотношений. Показано, что минимальная ширина моды в квадратичном и секонсном градиентных планарных волноводах равна 0,4 от длины волны в вакууме, деленной на значение показателя преломления вдоль оси волновода. С помощью моделирования программой FullWAVE показано, что градиентные микролинзы Микаэляна и "рыбий глаз" Максвелла могут формировать изображения со сверхразрешением. Для 2D микролинзы Микаэляна показано, что точечный источник света изображается вблизи поверхности линзы в виде светового пятна с шириной по полуспаду интенсивности 0,12 от длины волны в вакууме. Это меньше, чем дифракционный предел для кремния с показателем преломления 3,47, который равен 0,144 от длины волны в вакууме. Также показано, что микролинза Микаэляна разрешает по полуспаду два близких точечных источника, разделенных расстоянием 0,3 от длины волны в вакууме.

Бесплатно

Градиентный алгоритм расчета ДОЭ с наложенными на фазовую функцию ограничениями и с регуляризацией

Котляр В.В., Серафимович П.Г., Сойфер В.А.

Статья научная

Задача расчета дифракционных оптических элементов (ДОЭ) с квантованной фазой сформулирована как задача минимизации функционала с ограничениями. Рассмотрена возможность регуляризации алгоритма. Приведено численное сравнение результатов работы алгоритма для градиентного и итеративного (по типу алгоритма Герчберга-Сэкстона) способов минимизации функционала.

Бесплатно

Градиентный метод расчета каскадных ДОЭ для фокусировки излучения различных длин волн

Мотз Г.А., Сошников Д.В., Досколович Л.Л., Бызов Е.В., Безус Е.А., Быков Д.А.

Статья научная

Рассмотрен расчет каскадных дифракционных оптических элементов (ДОЭ) для формирования нескольких заданных распределений интенсивности для нескольких падающих пучков с различными длинами волн. Задача расчета каскадного ДОЭ сформулирована как задача минимизации функционала, зависящего от функций высот дифракционного микрорельефа каскадного ДОЭ и представляющего ошибку формирования заданных распределений интенсивности на расчетных длинах волн. Для производных функционала получены явные выражения, и на этой основе сформулирован градиентный метод расчета каскадного ДОЭ. С использованием градиентного метода рассчитаны каскадные ДОЭ для фокусировки излучения трех различных длин волн в три различные области. Представленные результаты численного моделирования демонстрируют хорошие рабочие характеристики предложенного метода.

Бесплатно

Градиентный метод расчета каскадных ДОЭ и его применение в задаче классификации рукописных цифр

Сошников Даниил Вадимович, Досколович Леонид Леонидович, Бызов Егор Владимирович

Статья научная

Рассмотрен градиентный метод расчета каскадных дифракционных оптических элементов, состоящих из нескольких последовательно расположенных фазовых дифракционных оптических элементов. С использованием свойства унитарности оператора распространения света через каскадный дифракционный оптический элемент получены явные выражения для производных функционала ошибки по фазовым функциям каскадного дифракционного оптического элемента. Рассмотрено применение градиентного метода в задаче фокусировки различных падающих пучков в области с различными распределениями интенсивности и в задаче классификации изображений. Представленные описания градиентного метода рассматривают задачи синтеза каскадных дифракционных оптических элементов для фокусировки лазерного излучения и для классификации изображений в рамках единого методологического подхода. При этом показано, что вычисление производных функционалов ошибок и в задаче фокусировки, и в задаче классификации сводится к одной и той же общей формуле. С использованием предложенного градиентного метода рассчитаны одиночные и каскадный дифракционный оптический элемент для решения задачи классификации рукописных цифр. Полученные результаты могут найти применение при разработке дифракционных нейронных сетей и систем для фокусировки лазерного излучения.

Бесплатно

Градиентный метод расчета многопорядковых бинарных диэлектрических решеток в электромагнитном приближении

Досколович Л.Л.

Статья научная

Разработан градиентный метод расчета диэлектрических бинарных решеток. Метод состоит в итерационной коррекции координат профиля решетки и использует для расчета дифрагированного поля точный дифференциальный метод. Получены аналитические матричные представления для градиента функционала невязки, представляющего ошибку формирования заданных интенсивностей прошедших через решетку порядков. Приведены примеры расчета решеток для формирования 5-11 равных порядков.

Бесплатно

Градиентный метод расчета многопорядковых дифракционных решеток в приближении Рэлея

Досколович Л.Л., Петрова О.И., Сойфер В.А., Харитонов С.И.

Статья

Бесплатно

Градиентный метод решения задачи фокусировки в двумерную область при протяженном источнике

Белоусов А.А., Досколович Л.Л.

Статья научная

Рассмотрен метод расчета преломляющих поверхностей для формирования заданных распределений освещенности при протяженных источниках света. Метод основан на представлении поверхности через распределение эйконала светового поля в прилегающей плоскости и аппроксимации источника излучения набором точек. Эйконал определяется в виде полинома. Расчет преломляющей поверхности основан на градиентной минимизации функционала ошибки, представляющего отличие расчетной и заданной освещенности полей. Для градиента функционала ошибки получено аналитическое выражение. Проведен расчет преломляющей поверхности для формирования постоянного распределения освещенности в квадратной области.

Бесплатно

Градиентный метод синтеза многослойного круглого диэлектрического цилиндра

Котляр В.В., Личманов М.А.

Статья научная

Рассмотрен градиентный метод расчета многослойного диэлектрического цилиндра с круглым сечением, фокусирующего плоскую ТЕ-поляризованную электромагнитную волну в точки с заданным распределением интенсивности на некотором расстоянии от цилиндра. Решение обратной задачи синтеза основано на разработанном ранее методе решения прямой задачи расчета поля дифракции. Амплитуда светового поля разлагается в каждом однородном слое цилиндра и вне его в ряды по цилиндрическим функциям, неизвестные коэффициенты которых находятся с помощью рекуррентных соотношений из уравнений, полученных при удовлетворении граничным условиям на границах однородных слоев цилиндра.

Бесплатно

Градиентный расчет преломляющей сплайн-поверхности из условия формирования заданного распределения освещенности

Досколович Леонид Леонидович, Моисеев Михаил Александрович

Статья научная

Представлен градиентный метод расчета поверхности преломляющего оптического элемента, формирующего заданное распределение освещенности от точечного источника излучения. Форма преломляющей поверхности описывается в сферических координатах бикубическим сплайном. Приведены результаты расчета оптических элементов, создающих равномерное распределение освещенности в эллиптической и прямоугольной областях. Световая эффективность оптических элементов составляет порядка 89 %, неравномерность освещенности - менее 9 %.

Бесплатно

Границы применимости корректирующего кольца в аподизаторе с круглой зубчатой диафрагмой

Сизова Ирина Михайловна, Ставровский Дмитрий Борисович

Статья научная

Проведено теоретическое исследование эволюции профиля монохроматического лазерного пучка при его распространении после выхода из аподизатора, оптическая схема которого состоит из круглой зубчатой диафрагмы с узким корректирующим кольцом-экраном и пространственного фильтра на базе телескопа Кеплера с ограничивающей диафрагмой. Найдены значения характеристических параметров аподизатора, при которых применение корректирующего кольца целесообразно для улучшения качества профиля аподизированного пучка и уменьшения его дифракционного искажения при распространении на расстояния, соответствующие числам Френеля N F » 5 ¸ 2.

Бесплатно

1
...
31
32
33
34
35
36
37
...
В конец

Журнал