Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2572
Лазерная печать алмазных наночастиц с люминесцирующими центрами кремний-вакансия
Статья научная
Продемонстрирована возможность лазерной печати одиночных алмазных наночастиц с люминесцирующими SiV-центрами. Для осуществления переноса мишень, состоящая из прозрачной сапфировой пластины и поглощающей тонкой пленки титана (толщиной 600 нм), покрытой наночастицами, облучалась эксимерным лазером KrF (λ = 248 нм, τ = 20 нс). Определены оптимальные значения плотности энергии лазерного излучения, и разработана система нанесения меток для адресного переноса наночастиц. Люминесцентное картирование мишени и приёмной подложки подтвердило перенос наночастиц алмаза с SiV-центрами.
Бесплатно
Лазерная печать отдельных пикселей нанополос графена
Статья научная
Продемонстрирована возможность лазерной печати на кремниевую подложку пикселей нанополос графена с сохранением целостности их структуры и формы в соответствии с облучаемым лазерным пятном. Для осуществления переноса мишень, состоящая из прозрачной сапфировой пластины и поглощающей тонкой пленки титана (толщиной 500 нм), покрытой пленкой, состоящей из нанополос графена, облучалась эксимерным лазером KrF (λ=248 нм, τ=20 нс). Определены оптимальные условия лазерного облучения, и разработана система переноса углеродного наноматериала с ростовой никелевой поверхности на титановую пленку с созданием более прочных связей между нанополосами. Спектроскопия комбинационного рассеяния света подтвердила сохранение после лазерного переноса структурных особенностей синтезированных атомарно-точных нанополос графена шириной 7 атомов углерода с краем типа «кресло».
Бесплатно
Статья научная
Прогрессивным при сварке разнородных материалов является использование лазерных технологий. Осуществлена лазерная сварка импульсным излучением алюминиевого сплава АК4 и титанового сплава ВТ5-1. Определены режимы обработки, реализация которых при плавлении материалов в зоне термического влияния предоставляет возможность получить однородную структуру без пустот и раковин, что указывает на потенциально достаточно высокую работоспособность сварного соединения. Для создания требуемого распределения плотности мощности в поперечном сечении лазерного пучка целесообразно использовать дифракционные оптические элементы. Выполнена сварка алюминия и меди непрерывным лазерным излучением. Определено, что лазерное воздействие с его чётко определённым и точным локализованным вводом энергии предоставляет возможность в значительной степени снизить рост слоёв интерметаллидных соединений.
Бесплатно
Лазерное наноструктурирование металлических материалов с применением подвижных фокусаторов излучения
Статья научная
Проведено исследование перераспределения плотности мощности лазерного излучения в фокальной плоскости подвижного дифракционного оптического элемента, применяемого для лазерного наноструктурирования металлических материалов. Проанализированы особенности формирования структур модельного сплава системы Cu-Zn при высокоинтенсивном энергетическом воздействии. Установлено, что в поверхностном слое образцов после лазерного воздействия снижается содержание цинка и образуются наноразмерные поры в виде каналов, сужающихся к основанию.
Бесплатно
Лазерные интерферометрические и дифракционные системы
Статья научная
В работе обобщены результаты основных научно-исследовательских работ, выполненных автором более чем за 50-летний период деятельности. Поставлена и решена серьезная задача создания и практической реализации лазерных интерферометрических и дифракционных систем, предназначенных для выполнения широкого круга конкретных применений в области научного эксперимента и промышленной технологии.
Бесплатно
Лазерные пучки Айнса–Гаусса как суперпозиция пучков Эрмита–Гаусса или Лагерра–Гаусса
Статья научная
В работе найдены явные аналитические выражения для пучков Айнса–Гаусса (АГ) для нескольких первых значений индекса p = 3, 4, 5, 6. Ранее были получены явные выражения для амплитуд пучков АГ для случая p = 0, 1, 2 и без зависимости от параметра эллиптичности. Всего в работе приведено выражений для амплитуд 24 пучков АГ. Эти формулы записаны как суперпозиции пучков Лагерра–Гаусса (ЛГ) и Эрмита–Гаусса (ЭГ), а коэффициенты этих суперпозиций явно зависят от параметра эллиптичности. Одновременная запись мод АГ через моды ЛГ и ЭГ позволяет легко найти, чему равны моды АГ в предельных случаях, когда параметр эллиптичности равен нулю или бесконечности. Явная зависимость полученных выражений для мод АГ от параметра эллиптичности позволяет изменять форму интенсивности в сечении пучка с помощью непрерывного изменения значений параметра. Впервые получены распределения интенсивности для пучков АГ при отрицательных значениях параметра эллиптичности.
Бесплатно
Лазерные пучки Ханкеля-Бесселя
Статья научная
Получено точное решение скалярного уравнения Гельмгольца, описывающее световой пучок, распространяющийся в положительном направлении вдоль оптической оси. Комплексная амплитуда такого пучка пропорциональна произведению двух линейно независимых решений дифференциального уравнения Куммера. Получены выражения для частного случая таких пучков - пучков Ханкеля-Бесселя (ХБ). Исследована фокусировка ХБ-пучков.
Бесплатно
Лазерные пучки Эйри с гиперболической траекторией в ближней зоне
Статья научная
Из приведённого обзора работ по ускоряющимся пучкам и пучкам Эйри (ПЭ) следует, что известные разновидности ПЭ распространяются по параболическим траекториям, а ускоряющиеся пучки, распространяющиеся по непараболическим траекториям, не имеют аналитического описания в зоне Френеля. Далее в работе рассмотрены ПЭ второго рода (ПЭ-2), которые также являются ускоряющимися, имеют аналитическое выражение в зоне Френеля, распространяются на участке траектории по гиперболической кривой и могут быть сформированы с помощью фазовой маски с кубической зависимостью от поперечной координаты.
Бесплатно
Лазерные пучки Эрмита-Гаусса с орбитальным угловым моментом
Статья научная
Рассмотрены вихревые моды Эрмита-Гаусса (ВЭГ-моды), комплексная амплитуда которых пропорциональна многочлену Эрмита n-й степени, аргумент которого зависит от действительного параметра a. При |a| 0). При |a| > 1 у ВЭГ-моды аналогичные изолированные нули лежат на горизонтальной оси. При |a| = 1 все n изолированных нулей собираются на оптической оси в центре пучка и порождают оптический вихрь n-го порядка, и ВЭГ-мода совпадает с модой Лагерра-Гаусса порядка (0, n), а при a = 0 ВЭГ-мода совпадает с модой Эрмита-Гаусса порядка (0, n). Рассчитан орбитальный угловой момент ВЭГ-мод, который зависит от параметра a и меняется от 0 (при a = 0 и a → ∞) до n (a = 1). Результаты эксперимента согласуются с теорией.
Бесплатно
Лазерный интерферометр с остросфокусированным пучком в системе трех связанных интерферометров
Статья научная
Рассматривается система связанных интерферометров - измерительного и двух вспомогательных, построенных по схеме Майкельсона, для контроля пространственного положения (формы) объекта или параметров слоистых структур. Измерительный интерферометр функционирует на эффекте согласования интерферирующих полей и формирует интерференционный импульс совпадения фокуса зондирующего лазерного пучка с контролируемой поверхностью. Вспомогательный низкокогерентный интерферометр формирует опорный интерференционный импульс, относительно которого определяется положение измерительного импульса в шкале разности хода. Для этого служит вспомогательный лазерный интерферометр. Рассматривается теория интерферометров, схемные решения и алгоритмы компьютерной обработки сигналов. Приводятся экспериментальные результаты, анализируется точность измерений.
Бесплатно
Лазерный метод ранней диагностики рака
Статья научная
На базе полупроводникового лазера с длиной волны излучения 0,63 - 0,68 мкм и оптоволоконной системы транспортировки лазерного излучения создан компактный диагностический комплекс для неразрушающей диагностики состояния биологических объектов. Изучены особенности процесса обратного рассеяния низкоинтенсивного лазерного излучения плотными биотканями с различной оптической плотностью и жидкой биологической средой при формировании в ней центров рассеяния. Выявлена чувствительность лазерного метода к регистрации на теле человека характерных областей и их состояния и показана принципиальная возможность использования данного метода для диагностики раковых опухолей.
Бесплатно
Лазерный построитель шаблонов киноформных оптических элементов
Статья научная
Представлены результаты работ по созданию и применению действующего образца лазерного построителя изображений. Рассмотрена структурная схема, аппаратные и программные средства, а также технология записи на тонких металлических пленках хрома шаблонов ряда КОЭ.
Бесплатно
Линейная фильтрация непрерывных контуров изображений, заданных в комплекснозначном виде
Ред. заметка
Рассмотрены вопросы линейной фильтрации непрерывных контуров изображений, заданных в комплекснозначном виде. Проведён анализ свойств контурных линейных фильтров с учётом комплекснозначного характера и свойств замкнутости контура.
Бесплатно
Линейные операторы с векторными масками в задачах цифровой обработки изображений
Статья научная
В работе обосновывается целесообразность применения векторных масок для решения определенного круга задач цифровой обработки изображений. Основное преимущество векторных масок по сравнению с матричными масками заключается в сокращении вычислительной сложности алгоритмов при сохранении, а в некоторых задачах и в улучшении качественных показателей. В статье демонстрируются примеры применения векторных масок в задаче оценивания уровня дискретного белого шума в составе изображения и конструирования на этой основе корректно работающего сигма-фильтра, в задаче детектирования границ для получения сглаженных оценок частных производных, в задаче обнаружения прямых в составе контурного изображения. В работе используются результаты, полученные авторами в их более ранних публикациях.
Бесплатно
Статья научная
Метод классификации типов нестационарностей во временных рядах на основе вейвлет-анализа для локализации и детекции границ нестационарности; математических алгоритмов для сравнения типов нестационарностей на основе шаблонов эталонных сигналов и классификации аномалий при помощи неградиентных методов оптимизации; с возможностью дальнейшего применения для разработки автоматизированных информационных систем комплексного мониторинга состояния электросети и ее отдельных компонент представлен в данном исследовании. Кодовая база размещена в открытом репозитарии проекта и доступна для воспроизведения вычислительных экспериментов. Предлагаемый подход имеет широкий спектр применения, но отдельного внимания заслуживает возможная интеграция в целях повышения надежности систем диагностики с технологиями Интернета вещей, построения цифровых двойников, агент-ориентированного моделирования сложных социально-экономических процессов, облачными высокопроизводительными вычислениями, позволяющими анализировать большие данные в реальном времени.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача локализации объектов на изображениях в ситуациях, когда масштаб искомого объекта на изображении несколько отличается от масштаба эталонного изображения объекта. Используется свойство преобразования Хафа формировать в аккумуляторном пространстве отклик в виде прямых линий, соответствующих участкам прямых линий контура объекта. Приводятся результаты исследования формирования в аккумуляторном пространстве откликов для некоторых простейших геометрических фигур. Рассматривается основанная на указанных свойствах технология локализации предупреждающих дорожных знаков в системе анализа дорожной ситуации.
Бесплатно
Статья научная
Решается задача локализации человека в кадре видеопотока с помощью алгоритма расширяющегося нейронного газа и признакового описания на основе гистограмм ориентированных градиентов. В основе алгоритма используется оригинальная нейро-нечеткая модель растущего нейронного газа для обучения с подкреплением (GNG-FIS). Также предложена модификация алгоритма GNG-FIS с использованием двухпроходного обучения с нечеткой перемаркировкой классов и построением тепловой карты. В результате экспериментов показатель правильных локализаций разработанного классификатора составил от 90,5 % до 93,2 %, в зависимости от условий сцены, что позволяет применять алгоритм в реальных системах ситуационной видеоаналитики.
Бесплатно
Локальное порядковое преобразование цифровых изображений
Статья научная
В статье предлагается и исследуется новый метод локальной нелинейной обработки цифровых изображений - локальное порядковое преобразование. Указываются свойства предложенного преобразования. На примере решения задачи поиска яркостно искажённых дубликатов на цифровых изображениях демонстрируется целесообразность использования предложенного преобразования в отдельных задачах обработки и анализа цифровых сигналов и изображений.
Бесплатно
