Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2553
Статья научная
В работе рассматривается преобразование однородно-поляризованного Бесселева пучка в кристалле исландского шпата в непараксиальном режиме. Численно и экспериментально исследуются поляризационные преобразования, происходящие в кристалле. Показано, что эти преобразования обеспечивают взаимодействие обыкновенного и необыкновенного пучков, которое становится существенным лишь в непараксиальном режиме.
Бесплатно
Статья научная
Проведены теоретические и экспериментальные исследования распределения компонент электрического поля в фокальной плоскости при вращении пластинки с фазовым скачком величиной p, помещённой в фокусируемый пучок. На основе сравнения теоретических и экспериментальных результатов проведён анализ поляризационной чувствительности различных апертурных металлизированных зондов. Показано, что с ростом диаметра открытой части заострённого конца зонда происходит существенное перераспределение чувствительности в пользу поперечных компонент электрического поля и рост коэффициента передачи сигнала через зонд.
Бесплатно
Статья научная
Моды лазерного излучения - пучки, амплитудно-фазовые распределения, в поперечном сечении которых описываются собственными функциями оператора распространения света в волноводной среде. Двумерный характер сечения реальных волноводов допускает существование пучков, амплитудно-фазовое распределение в поперечном сечении которых описывается суперпозицией нескольких мод, обладающих одинаковым значением постоянной распространения. Такие пучки ранее были названы «бездисперсионными» [1] из-за их способности распространяться с нулевой межмодовой дисперсией, подобно отдельным модам. Распространение такого пучка в волноводе происходит без возникновения уширения импульса, вызываемого межмодовой дисперсией. Такие пучки могут найти интересные практические применения, например, для построения высокоэффективных линий оптической связи. Отметим, что пучки такого вида сохраняют амплитудно-фазовую структуру при распространении в среде, подобно отдельным модам. Произвол выбора коэффициентов при разных модах в пучке дает дополнительную степень свободы при построении итерационной процедуры расчета дифракционных оптических элементов - формирователей таких пучков. Данная статья содержит результаты натурного исследования бездисперсионных пучков, формируемых дифракционнооптическими элементами, в частности, результаты измерения поперечно-модового состава бездисперсионных пучков с помощью специальных модовых корреляционных фильтров, реализованных как амплитудные голограммы.
Бесплатно
Исследование приведенного компетентного алгоритма над множеством алгоритмов вычисления свертки
Статья научная
В работе исследуются операция приведения и операция построения приведенного компетентного алгоритма над множеством известных алгоритмов постоянной сложности. В качестве известных алгоритмов опорного множества используются алгоритм прямого вычисления свертки и наиболее известные алгоритмы на основе быстрых дискретных ортогональных преобразований (с декомпозицией Кули-Тьюки и Гуда-Томаса, алгоритм Рейдера для коротких длин). Показано, что совместное их использование, которое дает приведенный компетентный алгоритм, позволяет снизить вычислительную сложность формируемого алгоритма вычисления свертки даже по отношению к наилучшим алгоритмам опорного множества.
Бесплатно
Исследование применения аксиконов в высокоапертурной фокусирующей системе
Статья научная
Рассмотрено применение аксиконов в высокоапертурных фокусирующих системах с различной поляризацией с целью увеличения протяженности и уменьшения поперечного размера фокального пятна. В отличие от кольцевого диафрагмирования, обычно используемого для этой цели, дополнение высокоапертурной линзы аксиконом является энергетически более выгодным. При уменьшении размера центрального светового пятна по полуспаду интенсивности (FWHM) с 0,51 до 0,36 для радиальной поляризации выигрыш пропорционален площади блокируемой части линзы. Для линейной поляризации, которую имеют большинство лазеров, показана возможность формирования линзаконом светового пятна, сплющенного по одному направлению до 0,32. В работе также показана эффективность применения вихревых аксиконов в задаче формирования протяженных компактных распределений для круговой и азимутальной поляризаций.
Бесплатно
Статья научная
Проведенные в работе исследования показывают, что применение технологии дескрипторов особых точек в чистом виде к задаче сравнения и поиска чертежей является неэффективным. Выявлено, что основной причиной этому служит наличие в чертежах большого количества идентичных элементов (рамки, основная надпись, выносные линии, элементы шрифтов и др.). Для решения данной проблемы предложено использование метода tf-idf (term frequency-inverse document frequency), широко известного в технологии обработки естественного языка. В исследовании вместо векторов слов, применяемых в оригинальной методике tf-idf, использовались дескрипторы особых точек изображений, вычисленных по алгоритмам ORB и BRISK. В результате исследования получены следующие выводы: 1) показана высокая эффективность предлагаемого подхода для поиска копии изображения-запроса в базе данных. Так, для всех изображений, предложенных для поиска и имеющих свои полные аналоги в базе данных, было выявлено наличие копий. 2) Количество выявленных изображений, являющихся модификациями изображения-запроса, разнится и зависит от алгоритма нахождения особых точек и дескрипторов. Так, при использовании ORB максимальное количество выявленных модифицированных аналогов составило 60 %, при использовании BRISK - 80 % от всех аналогов изображения, находящихся в базе данных. 3) Предлагаемый подход показывает ограниченную эффективность для нахождения изображений, которые можно отнести к тому же классу, что и изображение-запрос (например, чертеж экскаватора, бульдозера, автомобильного крана). Здесь максимальное количество ложных определений достигло 60 %.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведено исследование применимости сверточной нейронной сети U-Net к задаче сегментации изображений авиационной техники. Метод нейросетевой сегментации изображений основан на реализации Сarvana c архитектурой типа U-Net, для распознавания ориентации использована нейросеть, построенная в открытой нейросетевой библиотеке Keras на основе предобученной нейронной сети VGG16. Рассмотренный подход позволяет осуществлять сегментацию изображений. Результаты проведенных экспериментов показали возможность достаточно точного (0,94 - 0,96) выделения объекта интереса. Полученные бинарные маски позволяют визуально судить о классе самолета, имеющегося на изображении.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Исследование процесса растекания капли жидкости, наносимой на поверхность подложки
Статья научная
В данной работе предлагается модель процесса растекания капли жидкости по поверхности подложки, основанная на балансе потенциальной энергии падающей капли, энергии поверхностного натяжения и энергии связи молекул жидкости и твердого тела. Полученные экспериментальным путем зависимости радиуса основания капли и длительности процесса растекания от степени чистоты и шероховатости поверхности подложки, очищенной методом плазмохимического травления, удовлетворительно совпадают с расчетными зависимостями.
Бесплатно
Исследование процессов взаимодиффузии в тонких прозрачных средах методами лазерной интерферометрии
Статья научная
Рассматриваются методы лазерной интерферометрии и оптические интерферометры с цифровой системой регистрации изображений для изучения процессов взаимодиффузии в системах полимер-растворитель и низкомолекулярная жидкость I - низкомолекулярная жидкость II. Представлено описание оборудования и методики проведения экспериментов с использованием интерферометров Маха-Цендера, Майкельсона и многолучевого микроинтерферометра, определена кинетика пространственного распределения показателя преломления среды в процессе массопереноса, определены коэффициенты диффузии.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследуется интеграл, который описывает распространение света в среде с параболическим профилем показателя преломления в параксиальном приближении в рамках скалярной теории. Этот интегральный оператор аналогичен преобразованию Френеля, описывающему в том же приближении распространение света в свободном пространстве.
Бесплатно
Исследование режимов плазменного травления синтезированных полимеризующихся композиций
Статья научная
Для эффективной работы дифракционных оптических элементов необходимо получение микрорельефа с непрерывным профилем. Для его получения можно использовать фоточувствительные полимеры, такие как жидкие фотополимеризующиеся композиции (ЖФПК), фоторезист. Для практического использования полученных с помощью фоточувствительных полимеров дифракционных элементов возникает необходимость переноса рельефа из полимера в твердый субстрат /1/. Например, в стекло, если необходим фазовый элемент, работающий на высокой плотности излучения, или в кремний, если необходим элемент, работающий на отражение, или его матрица для массового копирования любых элементов с помощью фотопластмасс. В последнем случае в твердом субстрате формируется обратный необходимому рельеф. В отличие от бинарных ди-фракционных элементов элементы с непрерывным профилем получить путем жидкостного травления твердого субстрата (стекла, кремния) через полимерную маску невозможно, так как стойкость к разрушению полимерной маски в жидком травителе много больше, чем у субстрата. И другой технологический аспект: если полимер все же разрушается в жидком травителе, то этот процесс не поддается технологическому контролю и в большинстве случаев происходит катастрофически. К тому же жидкостное травление изотропно, что является дополнительной причиной, исключающей точный перенос рельефа в субстрат. При "сухом" травлении скорость разрушения полимера контролируема и может быть сравнима со скоростью травления твердого субстрата. Это дает возможность получить перенос микро-рельефа в твердую матрицу в твердую матрицу с управляемым коэффициентом переноса. Исследованию технологической возможности реализации такого процесса и посвящена данная работа.
Бесплатно
Исследование рельефа плёночных дифракционных оптических элементов
Статья научная
Методом сканирующей зондовой микроскопии исследованы параметры рельефа плёночных отражающих дифракционных оптических элементов, изготовленных по разным технологиям: традиционной лазерной записи радужных голограмм и технологиям «Dot matrix», «Kinemax» и электронно-лучевой литографии. Проведена оценка влияния технологии на параметры рельефа ДОЭ. Измерения показали, что в большинстве технологий высота рельефа может отличаться от оптимальной более чем на 100 %, и удовлетворительный визуальный эффект достигается только благодаря тому, что присутствуют решетки с разными высотой и профилем и результат усредняется. Прямые измерения рельефа выявляют причину низкой дифракционной эффективности и тем самым показывают путь к ее увеличению.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования является набор рентгеновских изображений глаза с инородным телом, а также зависимости характеристик обрабатываемого рентгенографического изображения от параметров съёмки. В статье исследуется метод определения свойств внутриглазных инородных тел (ВИТ) на основе анализа данных в формате DICOM, полученных значений функции яркости ВИТ и построения оценки зависимостей функции яркости областей изображения от напряжения и силы тока на установке.
Бесплатно
Исследование свойств ограниченных гипергеометрических лазерных пучков
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование распространения ограниченных обобщенных гипергеометрических пучков. Исследованы возможности формирования гипергеометрических пучков методами дифракционной оптики. Выполнено сравнение с ограниченными гипергеометрическими модами.
Бесплатно
Статья научная
В работе предлагается и исследуется метод компьютерной диагностики остеопоротических заболеваний опорно-двигательной системы с помощью текстурного анализа рентгеновских снимков шейки бедра. Решается задача отбора текстурных признаков, обеспечивающих приемлемое качество распознавания. Работа метода исследуется на наборе реальных рентгеновских изображений с известными диагнозами. Приводятся результаты исследований, показывающие возможность использования предложенного метода в клинической практике. Разработана программа, предназначенная как для исследования предложенного метода, так и для клинической диагностики.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Исследование травления диоксида кремния во внеэлектродной плазме с использованием хромовой маски
Статья научная
Представлены результаты травления структуры Cr-SiO2 в потоке внеэлектродной плазмы высоковольтного газового разряда в среде CF4 + O2 в соотношении 50:1 при токе разряда - I = 80 мА, ускоряющем напряжении - U = 1,2 кВ и длительности обработки в плазме - t = 5 мин. Показано, что изменения интенсивности полос рамановских спектров в процессе травления соответствуют наноструктурным изменениям тонких пленок Cr-SiO2 и хромовой маски. Особенность травления заключена в удалении окисла Cr2O3 при увеличении молекул азота в структуре пленки Cr. Обнаружено, что продукты распыления, осажденные внутри окон маски хрома при U = 1,2 кВ и I = 80 мА, согласно полученным рамановским спектрам, представляют соединение Cr2N.
Бесплатно
Статья научная
Гибридный алгоритм ввода-вывода - численный метод восстановления фазы, позволяющий решать задачи когерентной рентгеновской дифракционной микроскопии для получения изображения микро- и нанообъектов в реальном пространстве из картины дифракции рентгеновских лучей без использования фокусирующей оптики. В данной работе исследована применимость данного алгоритма для случая отсутствующей информации в центре дифракционной картины, что является частой проблемой в задачах малоуглового рассеяния. Мы рассмотрели частный случай рассеяния от упорядоченной структуры и провели качественное и количественное описание восстановления изображения при расширении области затенения детектора. Было показано, что с увеличением числа затенённых пикселей разрешение восстановленной картины уменьшается, точные позиции дефектов в упорядоченной структуре и форма частиц могут быть искажены или утеряны.
Бесплатно
