Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
Измерение дифракционной эффективности ДОЭ по многим порядкам дифракции
Статья научная
Представлены результаты разработки и исследования устройства для измерения дифракционной эффективности дифракционных оптических элементов (ДОЭ) одновременно во многих дифракционных порядках и в большом динамическом диапазоне изменения интенсивности. Рассмотрены два метода расширения динамического диапазона цифровых фотоматриц и их технические реализации.
Бесплатно
Измерение орбитального углового момента астигматического пучка Эрмита-Гаусса
Статья научная
Рассмотрены три разных типа астигматических Гауссовых пучков, комплексная амплитуда которых в зоне дифракции Френеля описывается многочленом Эрмита с номером (n, 0) c комплексным аргументом. Первый тип - это оптический Гауссов вихрь с круговой симметрией и топологическим зарядом n, прошедший цилиндрическую линзу. При распространении оптический вихрь «распадается» на n оптических вихрей первого порядка. Его орбитальный угловой момент на один фотон равен n. Второй тип - это эллиптический оптический Гауссов вихрь с топологическим зарядом n , прошедший цилиндрическую линзу. При специальном выборе степени эллиптичности (1:3) такой пучок сохраняет свою структуру при распространении и вырожденный ноль интенсивности на оптической оси не «распадается» на n оптических вихрей. Орбитальный угловой момент такого пучка дробный и не равен n. Третий тип - это астигматический пучок Эрмита-Гаусса порядка ( n , 0), который формируется после прохождения пучком Эрмита-Гаусса цилиндрической линзы...
Бесплатно
Измерение радиуса кривизны сферической поверхности на основе уравнения переноса интенсивности
Статья научная
Уравнение переноса интенсивности обеспечивает новый неинтерферометрический и неитеративный доступ к количественной информации о фазе световой волны посредством измерения распределений интенсивности. Это уравнение можно использовать для реализации простого и точного измерения пространственной фазы для оптического тестирования сферических поверхностей. Для реализации метода требуется только КМОП-камера, с помощью которой происходит регистрация поперечных распределений интенсивности поля в нескольких плоскостях. Обработка экспериментальных измерений с помощью специализированного программного обеспечения позволяет восстановить значение радиуса кривизны тестируемой сферической поверхности с высокой точностью. Для оценки точности значение радиуса кривизны тестируемой сферической поверхности, рассчитанное предлагаемым авторами методом, было сопоставлено с интерферометрическими измерениями. Разница полученных значений составила менее 0,01 %, что свидетельствует о хорошем согласовании данных.
Бесплатно
Измерение светорассеяния в зависимости от радиуса кривизны края апертурной диафрагмы
Статья научная
Экспериментально показано, что при ограничении распространения некогерентного светового пучка непрозрачным металлическим экраном с острой кромкой края экрана энергия рассеянного на крае экрана света будет примерно в два раза больше, чем при рассеянии на выпуклом гладком крае с радиусом кривизны большем 10-15 мм. Причем, если радиус кривизны выпуклого гладкого края экрана уменьшить в три раза, то энергия рассеянного света, попавшего в область тени за экраном, увеличиться примерно в 1,3 раза.
Бесплатно
Измерение толщины Z-срезов одноосных кристаллов на основе лазерных пучков Бесселя
Статья научная
Выполнено измерение толщины Z-срезов одноосных кристаллов ниобата лития, основанное на периодическом взаимном преобразовании лазерных пучков Бесселя 0-го и 2-го порядков, распространяющихся вдоль оптической оси. Приведены теоретические основы и исследованы особенности практической реализации измерения. На примере кристалла ниобата лития показана возможность контроля толщины от десятков микрометров до десятков миллиметров с использованием дифракционных аксиконов и общелабораторной лазерной и фотометрической техники.
Бесплатно
Измерение цветовых искажений видеоизображений с использованием характеристик зрительной системы
Статья научная
В работе предложен метод измерения цветовых искажений цифровых видеоизображений в порогах цветоразличения. Метод использует предложенный ранее метод FHL измерения цветовых различий длиной кратчайшего пути в порогах цветоразличения между точками цветов, а также новые трёхмерные аппроксимации пространственно-временных характеристик зрительной системы для учёта пространственно-временных аспектов восприятия.
Бесплатно
Измерения малых динамических смещений интерферометром Майкельсона со сферическими волновыми фронтами
Статья научная
В статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований применения лазерного оптоэлектронного интерферометра Майкельсона со сферическими волновыми фронтами для измерения малых динамических смещений. Рассмотрен оптоэлектронный метод регистрации сигнала лазерного интерферометра и предложен алгоритм обработки сигнала. Данная методика позволяет определить значение и величину динамических смещений с высокой чувствительностью и точностью.
Бесплатно
Изображающие системы на основе обобщённых линз
Статья научная
Рассматривается возможность использования обобщённых линз в изображающих оптических системах. Для получения отображения точки в точку предлагается использовать две обобщенные линзы в системе, подобной Фурье-коррелятору, где вторая линза устанавливается так, чтобы при падении на систему плоской волны на выходе оптической системы формировалась плоская волна. Показано, что для обобщённых линз с небольшим отклонением степени от 2 такая система формирует довольно качественное изображение. Для тестирования системы использовалась стандартная радиальная светотехническая таблица, позволяющая определить основные оптические характеристики.
Бесплатно
Изображающий спектрометр на основе дискретного интерференционного фильтра
Статья научная
Рассмотрены свойства спектрального фильтра Edmund Optics (400 - 700 нм). Показано, что функция пропускания фильтра далека от идеальной формы, которую приводит производитель. Рассмотрен спектрометр на основе этого фильтра, показано, что, несмотря на не слишком хорошую функцию спектрального пропускания фильтра, удаётся добиться ошибки формирования спектра не более 13 %.
Бесплатно
Изучение волнового фронта и астигматизма планарных полосковых гетерола-зеров с =780-900 нм
Статья научная
С помощью модифицированного интерферометра Майкельсона в пленарных полосковых GaAlAs/GaAs - гетерола-зерах изучены астигматизм, волновые фронты и диаграмма направленности излучения и их изменения с током накачки. Проведено сравнение экспериментальных данных с расчетными, основанными на модели с плавным изменением комплексной диэлектрической проницаемости в виде слоя Эпштейна.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность и безопасность функционирования космических платформ оптикоэлектронного наблюдения во многом зависит от программного обеспечения (ПО) встроенных в них цифровых вычислительных машин (ЦВМ). Моделирование работы ПО таких ЦВМ совместно с имитационной математической моделью внешней среды - сравнительно новая роль математического моделирования, которая обеспечивает чрезвычайно эффективную среду для отладки ПО. На основе анализа задач, решаемых на различных этапах жизненного цикла сложных технических систем, показывается возможность и целесообразность использования данной математической модели внешней среды на этапе эксплуатации и проектирования системы.
Бесплатно
Имитационная модель многоканального гиперспектрометра Оффнера
Статья научная
Проведено исследование современной гиперспектральной системы аэрокосмического базирования, основанной на схеме Оффнера, достоинством которой является компактность при сохранении высоких оптических характеристик. Составлен алгоритм, позволяющий подобрать наиболее эффективные конструктивные параметры; представлена принципиальная конструкция и имитационная модель многоканального гиперспектрометра.
Бесплатно
Импульсная терагерцовая голография с разрешением во времени в дисперсионных средах
Статья научная
Рассмотрена математическая модель голографического восстановления рельефа фазового объекта из дифракционных картин импульсного терагерцового излучения, записанных в дисперсионной среде. Дополнены алгоритмы численного распространения волнового фронта для учёта дополнительного фазового набега на каждой частотной компоненте, возникающего из-за распространения в дисперсионной среде. Проведено сравнение восстановленных фазовых изображений для случаев учёта и неучёта дисперсии среды. Показано, что для суммированного по частотам двумерного изображения нормированное среднеквадратичное отклонение при неучёте дисперсии среды составляет 0,3 при распространении волнового фронта на расстояние 10 мм и увеличивается до 0,45 с увеличением расстояния до 70 мм.
Бесплатно
Инвариантные свойства элементов дифракционной квазиоптики
Статья научная
Изучены фокусирующие и частотные свойства элементов дифракционной квазиоптики, выполненных на произвольной поверхности вращения второго порядка. Получены инварианты для частотных свойств и продольного разрешения, связывающие характеристики рассматриваемых элементов со свойствами подобных по относительному отверстию и относительному диаметру зонных пластин.
Бесплатно
Статья научная
Теоретически и численно показано, что при острой фокусировке оптического вихря с круговой поляризацией происходит инверсия продольной составляющей вектора спинового углового момента. При этом если на входе в оптическую систему свет имел левую круговую поляризацию, то в фокусе вблизи оптической оси он будет иметь правую круговую поляризацию. Так как данный эффект происходит вблизи фокуса, где имеет место обратный поток энергии, то такую инверсию спинового углового момента можно использовать для обнаружения обратного потока энергии.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе для разных векторных и гибридных световых полей, в том числе для полей с многими точками поляризационной сингулярности, найдены индексы поляризационной сингулярности по известной формуле М. Берри, которая применяется обычно для нахождения топологического заряда скалярных вихревых световых полей. Показано, что у полей, состояние поляризации которых зависит только от полярного угла в сечении пучка, могут быть либо линии поляризационной сингулярности, исходящие из центра, либо одна точка поляризационной сингулярности, находящаяся в центре сечения пучка. Если состояние поляризации поля зависит только от радиальной переменной, то такие поля не имеют точек поляризационной сингулярности и их индекс равен нулю. Если поляризационное состояние векторного поля зависит от обеих полярных координат, то такое поле может иметь несколько точек поляризационной сингулярности, расположенных в разных местах в сечении пучка. Также мы рассмотрели векторное поле с радиальной поляризацией высокого порядка и с действительным параметром. Такое поле при разных значениях параметра имеет либо несколько линий поляризационной сингулярности, исходящих из центра, либо особую точку в центре. При этом индекс поляризационной сингулярности такого поля при разных параметрах может быть либо полуцелым, либо целым, либо нулевым.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты выявления многолетних изменений в растительном покрове оставленных аграрных угодий лесостепной зоны Центрального Черноземья на основе рядов вегетационного индекса NDVI. Значения спектрального показателя вычислены на основе изображений MOD13Q1. Исследованы особенности динамики вегетационного индекса в зависимости от величины проективного покрытия крон древесных сообществ, формирующихся на залежах. Установлено, что значения индекса периода середины августа наиболее информативны для анализа доли лесных насаждений, присутствующих на оставленных аграрных угодьях. Для залежей с хвойными породами характерны более высокие корреляции с NDVI, чем для залежей с лиственными сообществами. В период 2000 - 2018 гг. для всех типов залежей лесостепи Центрального Черноземья установлено наличие положительной статистически значимой тенденции вегетационного индекса. С использованием коэффициента наклона трендовой линии NDVI выполнен пространственно-временной анализ скорости формирования древесных сообществ на залежах лесостепи в первые десятилетия XXI века. Изучены особенности этого процесса.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе продемонстрировано возникновение индуцированного кругового дихроизма для фундаментальной моды в волоконных резонаторах петлевого и кольцевого типа при внесении оптически активного элемента в петлю (кольцо) резонатора. Изменение параметров резонатора, оптически активного элемента или длины волны входящего поля позволяет устанавливать величину наведённого дихроизма и фактически усиливать оптическую активность элемента. Показано, что данные резонаторы могут быть использованы в качестве рабочих элементов полностью волоконных поляризаторов для фундаментальной моды.
Бесплатно
Инкрементное обучение алгоритма обнаружения нехарактерного поведения на основе главных компонент
Статья научная
Предложена схема инкрементного обучения алгоритма обнаружения нехарактерного поведения на основе главных компонент. Результаты экспериментов на наборе данных лаборатории университета Калифорнии в Сан-Диего и экспериментально полученных видео при разном количестве обучающих примеров свидетельствуют о достижении результатов, схожих с процедурой обычного обучения. При этом предложенная схема позволяет в несколько раз сократить время инкрементного обучения в сравнении с подходом на основе спектрального разложения.
Бесплатно
