Рассмотрено формирование двумерных интерференционных картин поверхностных электромагнитных волн с помощью трехмерной дифракционной структуры, состоящей из дифракционной решетки и металлического слоя. Дифракционная решетка предназначена для преобразования падающей волны в набор поверхностных электромагнитных волн, формирующих двумерную интерференционную картину на нижней границе металлического слоя. В аналитическом виде проведен анализ структуры интерференционных картин. Моделирование в рамках электромагнитной теории показывает возможность формирования контрастных интерференционных картин с периодом, в 2,5-3,5 раза меньшим длины волны. Вид рассчитанных картин совпадает с аналитически полученными оценками. Интенсивность поля в интерференционных максимумах на порядок превышает интенсивность падающей волны. Рассмотрены способы управления конфигурацией и периодом интерференционной картины за счет изменения поляризации и длины волны падающего излучения.

Бесплатно

Расчет квантовых характеристик на основе классического решения задачи дифракции в резонаторе с диэлектрической пластиной

Харитонов Сергей Иванович, Казанский Николай Львович, Волотовский Сергей Геннадьевич, Хонина Светлана Николаевна

Статья научная

Работа посвящена разработке квантовой теории дифракционных оптических элементов. На примере дифракции света на диэлектрической пластине в резонаторе рассмотрены аспекты квантовой оптики. В работе показана связь между классическим и квантовым решением задачи дифракции на диэлектрической пластине. Получены выражения для собственных мод такого резонатора, а также для операторов векторного магнитного потенциала и напряжённости электрического поля. Метод, предложенный в данной работе, легко распространить на диэлектрические пластины с дифракционным микрорельефом, то есть на дифракционные оптические элементы.

Бесплатно

Расчет комбинированных оптических головок для чтения и записи цифровых дисков нескольких форматов

Ежов Е.Г., Грейсух Г.И., Степанов С.А.

Статья научная

Представлена псевдолучевая методика получения исходных решений при проектировании оптических головок записи и считывания информации с цифровых дисков нескольких форматов. Ее эффективность продемонстрирована на примере расчета оптической системы, предназначенной для записи и считывания информации с цифровых дисков CD и DVD форматов.

Бесплатно

Расчет мод фотонно-кристаллического световода разными методами

Шуюпова Яна Олеговна, Котляр Виктор Викторович

Статья научная

Результаты расчета эффективного индекса для фундаментальной моды фотонно-кристаллического световода с заполненным сердечником, полученные с помощью нового конечно-разностного метода и коммерческой программы FIMMWAVE 4.6, совпадают с точностью до 0,2 %. Новая реализация метода согласованных синусоидальных мод в среде Matlab 7.0 дает более устойчивую и монотонную сходимость, а также существенно меньшую величину ошибки при малом числе локальных мод (до 20 мод), чем коммерческая программа FIMMWAVE. В работе сделан обзор и приведена обширная литература по методам расчета мод фотонно-кристаллических световодов.

Бесплатно

Расчет момента силы, действующей со стороны цилиндрического гауссова пучка на цилиндрическую микрочастицу

Налимов А.Г., Котляр В.В.

Статья научная

Численно исследована зависимость от угла и смещения углового орбитального момента силы, действующей со стороны цилиндрического непараксиального Гауссова пучка на цилиндрическую микрочастицу с комплексным показателем преломления. Показано, что момент силы, действующий на поглощающую частицу с эллиптическим сечением относительно центра частицы, расположенную по центру перетяжки Гауссова пучка намного меньше момента, действующего на не поглощающую частицу при тех же параметрах, а поглощающая частица с круглым сечением вращается, если ее центр смещен с оптической оси.

Бесплатно

Расчет мощности поля, проникающего во внешнюю оболочку слабонаправляющего одномодового волоконного световода

Гладких Вячеслав Александрович

Статья научная

Рассмотрен круглый в поперечном сечении регулярный слабопроводящий волоконный световод с двойной оболочкой. Для одномодового режима такого волновода получено выражение для оценки части мощности поля моды, проникающей во внешнюю сплошную оболочку, в стандартном подходе и в Гауссовой модели. Показано, что в Гауссовой модели получается более простой и прозрачный результат, которым можно воспользоваться на практике, в частности, при конструировании такого типа волноводов с минимальной частью мощности, проникающей во внешнюю оболочку.

Бесплатно

Расчет неустановившихся электромагнитных полей в линиях передачи

Казанский Н.Л., Подлипнов Г.А., Рахаев А.А., Соснин М.Л.

Статья научная

Рассмотрена методика расчета переходных процессов установления электромагнитного поля в продольнорегулярных линиях передачи. Рассчитано влияние рассогласования источника сигнала и нагрузки на временные характеристики электромагнитного поля в Т-камере.

Бесплатно

Расчет обобщенных линз «рыбий глаз» Максвелла и Итона-Липмана

Котляр В.В., Мелехин А.С.

Статья научная

Получены и решены с помощью преобразования Абеля интегральные уравнения для лучей в двух градиентных линзах со сферически-симметричной зависимостью показателя преломления от координат. Первая линза в виде полу-шара со сферически-симметричным распределением показателя преломления фокусирует плоский пучок лучей, падающий перпендикулярно на плоскую поверхность полу-шара, в точку, лежащую на оси падающего пучка и на некотором расстоянии от полу-шара. Такая линза, как оказалось, является обобщением известной линзы «рыбий глаз» Максвелла. Вторая линза является обобщением известной линзы Итона-Липмана и отражает (или преломляет) любой луч под заданным углом. Из падающего параллельного пучка лучей обобщенная линза Итона-Липмана формирует конические волны, то есть является градиентным аксиконом. Кроме того, получено и решено интегральное уравнение для расчета градиентного сферически-симметричного фокусатора в виде полу-шара, который фокусирует падающий перпендикулярно его плоской поверхности параллельный пучок лучей в радиально симметричную область плоскости с заданным распределением интенсивности, расположенной перпендикулярно оси пучка на некотором расстоянии от полу-шара.

Бесплатно

Расчет оптических элементов при протяженном источнике излучения

Бызов Егор Владимирович, Досколович Леонид Леонидович, Кравченко Сергей Васильевич, Моисеев Михаил Александрович, Казанский Николай Львович

Статья научная

С использованием ранее разработанного оптимизационного метода [Byzov EV, Kravchenko SV, Moiseev MA, Bezus EA, Doskolovich LL. Optimization method for designing double-surface refractive optical elements for an extended light source. Opt Express 2020; 28(17): 24431-24443. DOI: 10.1364/OE.400609] для протяженного источника излучения рассчитан компактный преломляющий оптический элемент (отношение высоты элемента к размеру источника излучения - 1,55), обеспечивающий формирование равномерного распределения освещенности в смещенной прямоугольной области. Продемонстрировано применение оптимизационного метода в задаче расчета так называемых TIR-элементов, имеющих рабочую поверхность, на которой происходит полное внутреннее отражение лучей. Для протяженного источника излучения рассчитаны компактные TIR-элементы с выходной поверхностью свободной формы, формирующие равномерные распределения освещенности в прямоугольной области. Результаты работы перспективны для применения при решении широкого класса задач расчета компактных оптических элементов для светоизлучающих диодов.

Бесплатно

Расчет осесимметричного оптического элемента для формирования заданных распределения освещённости и волнового фронта

Досколович Леонид Леонидович, Андреева Ксения Валерьевна, Быков Дмитрий Александрович

Статья научная

Рассмотрена задача расчёта осесимметричного преломляющего оптического элемента, преобразующего заданный падающий пучок в выходной пучок с заданным распределением освещённости и заданным волновым фронтом. Волновой фронт выходного пучка определяется через функцию эйконала, заданную в некоторой плоскости за оптическим элементом. Расчёт поверхностей оптического элемента сведён к решению двух обыкновенных дифференциальных уравнений, разрешённых относительно производной. В качестве примеров рассчитаны оптические элементы, преобразующие сферический пучок от точечного ламбертовского источника в пучок с постоянной освещённостью и плоским волновым фронтом, а также в пучок с постоянной освещённостью и функцией эйконала, обеспечивающей фокусировку в отрезок оптической оси.

Бесплатно

Расчет отражателя, формирующего радиально-симметричную диаграмму направленности

Дмитриев А.Ю., Харитонов С.И., Дюндик В.К.

Статья научная

Представлен итерационный метод расчета радиально-симметричного зеркала по заданной диаграмме направленности при точечном источнике света. Рассмотрен алгоритм трассировки лучей с учетом многократных отражений.

Бесплатно

Расчет параллельных КИХ-фильтров для некоторых задач обработки сигналов и изображений

Сергеев В.В., Фролова Л.Г.

Статья научная

Рассматривается класс цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой и параллельно-рекурсивной реализацией звеньев. Приводится общая схема расчета этих фильтров и проводится расчет для различных задач обработки изображений: аппроксимация импульсной и частотной характеристик, восстановление сигналов, обнаружение объектов.

Бесплатно

Расчет периодических структур для равномерного вывода света из планарного тонкого волновода

Котляр Виктор Викторович, Налимов Антон Геннадьевич

Статья научная

Рассмотрен метод решения задачи вывода света из подсветки ЖК дисплея, работающей от одного светодиода, в приближении тонкого волновода. Внимание уделено двум способам расчета: с кусочно-постоянной плотностью расположения микроструктур на волноводе и расчетным положением каждой микроструктуры. Результаты расчетов промоделированы методом трассировки лучей Монте-Карло.

Бесплатно

Расчет поля, формируемого геометрооптическими фокусаторами

Серафимович П.Г., Харитонов С.И.

Статья

Бесплатно

Расчет преломляющего оптического элемента для формирования заданного распределения освещенности при протяженном источнике излучения

Досколович Леонид Леонидович, Моисеев Михаил Александрович

Статья научная

Представлен метод расчета преломляющей поверхности, формирующей заданное распределение освещенности с большими угловыми размерами при протяженном источнике излучения. Метод основан на градиентной оптимизации преломляющей поверхности, представленной в виде бикубического сплайна в сферических координатах. Рассчитаны оптические элементы, формирующие равномерные распределения освещенности в эллиптической и прямоугольной областях. Энергетическая эффективность оптических элементов составляет более 73%, а неравномерность формируемого распределения освещенности - менее 7,5%. Отношение размера освещаемой области к расстоянию до источника составляет около 6,5, что более чем в два раза превосходит результаты, представленные в известных публикациях.

Бесплатно

Расчет преломляющего оптического элемента, формирующего диаграмму направленности в виде отрезка

Досколович Леонид Леонидович, Моисеев Михаил Александрович

Статья научная

Предложена конструкция преломляющего оптического элемента для формирования от компактного источника излучения диаграммы направленности в виде отрезка. Расчет поверхностей оптического элемента сведен к решению тривиальных задач с цилиндрической симметрией. Приведены результаты численного моделирования формируемых диаграмм направленности. Энергетическая эффективность оптических элементов составляет - 90 % при угловых размерах диаграмм направленности в 80-180°.

Бесплатно

Расчет пространственных мод оптических волноводов с неоднородным поперечным сечением методом согласованных синусоидальных мод

Котляр В.В., Шуюпова Я.О.

Статья научная

В данной работе предложено некоторое усовершенствование метода согласованных синусоидальных мод, основанное на применении матричной формы записи характеристического уравнения. Метод реализован с помощью программного пакета Matlab 6.0 и применен для анализа в рамках скалярной теории собственных мод волновода, выполненного в виде фотонного кристалла.

Бесплатно

Расчет радиально-симметричных преломляющих поверхностей с учетом френелевских потерь

Досколович Леонид Леонидович, Моисеев Михаил Александрович

Статья научная

Получена система дифференциальных уравнений для расчета радиально-симметричных оптических элементов с учетом френелевских потерь. Рассчитан оптический элемент для создания равномерно освещенного круга диаметром 90 мм на расстоянии 10 мм от источника и показана необходимость учета френелевских потерь.

Бесплатно

Расчет распределения интенсивности и концентрации энергии в дифракционном изображении точечного источника

Грейсух Г.И., Ежов Е.Г., Степанов С.А.

Статья научная

Приведена методика оценки качества изображения, формируемого оптической системой, при неустранённых аберрациях в ее зрачках. Оценка производится по интегральным характеристикам точечного изображения.

Бесплатно

Расчет рефлекторов для формирования диаграммы направленности в виде кривой

Досколович Л.Л., Bigliatti C.

Статья научная

Рассмотрен расчет рефлекторов для формирования диаграммы направленности (ДН) в виде кривой. Установлен тип лучевой структуры поля при формировании ДН в виде кривой. Расчет рефлектора для формирования ДН в виде отрезка сведен к задаче расчета цилиндрического профиля с заданной функции лучевого соответствия. Получено интегро-дифференциальное уравнение для решения обратной задачи формирования ДН в виде отрезка.

Бесплатно

1
...
90
91
92
93
94
95
96
...
В конец

Журнал