Численные методы компьютерной оптики. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика

Применение метода встречных прогонок для синтеза параллельного алгоритма решения сеточных уравнений трехдиагонального вида

Головашкин Д.Л.

Статья научная

Работа посвящена синтезу и исследованию параллельных алгоритмов (с локальными коммуникациями) для решения сеточных уравнений трехдиагонального вида. В данном классе алгоритмов разработан оптимальный по времени коммуникаций, простоя и объему занимаемой памяти алгоритм. Представлена экспериментальная методика повышения ускорения параллельного вычислительного процесса, порожденного оптимальным алгоритмом.

Бесплатно

Применение метода конечных разностей для решения задачи дифракции н-волны на двумерных диэлектрических решетках

Головашкин Д.Л., Казанский Н.Л., Сафина В.Н.

Статья научная

Работа посвящена применению разностного подхода к решению уравнений Максвелла и волнового уравнения для моделирования процесса распространения электромагнитной Н-волны через двумерную диэлектрическую решетку. Произведено сравнение с известным методом моделирования (дифференциальный метод), освещены недостатки и преимущества обоих подходов.

Бесплатно

Развитие алгоритмов вычисления оптического потока в задаче оценки деформации твёрдых тел

Любутин Павел Степанович

Статья научная

В работе рассматривается развитие алгоритмов вычисления оптического потока в задаче измерения деформации, направленное на снижение вычислительных затрат алгоритмов и повышения их помехоустойчивости. Предложены модификации алгоритмов, основанные на инкрементном подходе к оценке перемещения участков на серии изображений, а также использовании подхода трёхмерного рекурсивного поиска (3DRS). Проведено исследование помехоустойчивости и быстродействия алгоритмов, и показано преимущество предложенных модификаций.

Бесплатно

Расчет градиентного оптического элемента, выполняющего заданное преобразование светового поля

Котляр В.В., Мелхин А.С.

Статья научная

Рассматривается алгоритм расчета показателя преломления двухмерной среды, переводящей заданное амплитудно-фазовое распределение на входе в заданное амплитудно-фазовое распределение на выходе. Алгоритм включает построение траекторий лучей внутри градиентного оптического элемента (ГОЭ), согласующих вход и выход и численное решение дифференциального уравнения для показателя преломления ГОЭ.

Бесплатно

Расчет двухмерной бинарной решетки для генерации заданного набора дифракционных порядков

Глотов П.А., Котляр В.В.

Статья

Бесплатно

Расчет дифракционного фокусирующего элемента антенны автомобильного локатора

Грейсух Г.И., Ежов Е.Г., Минин И.В., Минин О.В., Степанов С.А.

Статья научная

Показана эффективность использования оптико-геометрического метода проектирования дифракционных объективов для разработки микроволновых антенн автомобильных локаторов, включающих дифракционный фокусирующий элемент. Приведены параметры рассчитанных антенн, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к таким устройствам

Бесплатно

Расчет зеркал для формирования заданных диаграмм направленности

Досколович Л.Л., Петрова О.И.

Статья научная

Предложен метод расчета зеркальных поверхностей для формирования заданных диаграмм направленности (ДН) при сферическом освещающем пучке. Получен общий вид поверхности зеркала в виде огибающей двухпараметрического семейства параболоидов вращения. Проведен расчет зеркал для формирования ДН в виде отрезка и прямоугольника. Рассмотрено применение метода расчета зеркал и преломляющих поверхностей для фокусировки в заданную двумерную область.

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 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 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

Расчет составного градиентного оптического элемента, формирующего заданное распределение интенсивности

Котляр В.В., Мелхин А.С.

Статья научная

Рассматриваются аналитические выражения для расчета в рамках геометрической оптики показателя преломления двухмерной среды, переводящей заданное амплитудно-фазовое распределение на входе в заданное амплитудно-фазовое распределение на выходе. Приведены примеры расчета составных ГОЭ для формирования некоторых заданных распределений интенсивности.

Бесплатно

Расчет спектральных дифракционных решеток

Досколович Л.Л.

Статья

Бесплатно

Расчет хода псевдолучей через дифракционные структуры, выполненные на сферической поверхности

Ежов Е.Г., Степанов С.А.

Статья научная

Представлен математический аппарат расчета хода лучей в приближении заданного порядка малости через вращательно-симметричные оптические системы, включающие дифракционные линзы, структура которых размещена на сферической поверхности.

Бесплатно

Расчет хода псевдолучей через оптические системы, включающие дифракционные линзы, структура которых выполнена на асферической поверхности

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

Статья научная

Методика расчета хода псевдолучей через оптические системы, включающие радиально-градиентные и дифракционные линзы, распространена на системы с дифракционными линзами, структура которых выполнена на асферической поверхности

Бесплатно

Реализация параллельных вычислений при разностном решении задачи распространения излучения в трехмерном оптическом элементе

Головашкин Д.Л., Сойфер В.А.

Статья

Бесплатно

Решение уравнений Максвелла в пространственно-частотном представлении

Волотовский С.Г., Серафимович П.Г., Харитонов С.И.

Статья

Бесплатно

Синтез отражательных поляризаторов из решетки параллельных ленточных проводников и плоского зеркала

Вайнбранд M.M., Ермолаев С.В., Кинбер Б.Е., Рачко О.Р., Червенко М.Ю.

Статья научная

Рассмотрена задача синтеза отражательных поляризаторов, преобразующих требуемым образом поляризацию исходного поля. Отражательный поляризатор конструируется из решетки параллельных ленточных проводников и плоского зеркала. Описан метод определения ориентации проводников и размеров элементов поляризатора. Приведены результаты синтеза отражательных поляризаторов, преобразующих линейно поляризованную волну в циркулярно поляризованную. Исследована устойчивость таких поляризаторов по отношению к возмущению исходной длины волны.

Бесплатно

Сравнительное изучение самоизображения прозрачных решёток

Пальчикова И.Г., Попова С.С., Смирнов С.В.

Статья научная

На основании сравнительного теоретического и экспериментального исследования эффекта Тальбота для прозрачных линейных и равномерных круговых решёток рассмотрено самопроизвольное воспроизведение поля после зонных пластинок. Выявлены особенности, связанные как с формой, так и с периодом штрихов. Показано, что качество самоизображения решёток определяется границами области воспроизводимых в изображении пространственных частот. Приводятся экспериментальные результаты визуализации фазовых объектов с помощью интерферометра Тальбота на зонных пластинках.

Бесплатно

Сравнительный анализ аналитических и итерационных методов решения задачи фокусировки в отрезок

Досколович Л.Л., Казанский Н.Л., Сойфер В.А., Харитонов С.И.

Статья научная

Проведен сравнительный анализ решений задачи фокусировки в отрезок. Проведен анализ работоспособности геометрооптических фокусаторов в отрезок и фокусаторов с дифракционными поправками, рассчитанных с использованием дифракционной аппроксимации оператора распространения света. Проведено сравнительное исследование работоспособности итерационных элементов, рассчитанных по алгоритму Герчберга-Секстона, и фокусаторов с дифракционными поправками. Исследован квазипериодический элемент для фокусировки в отрезок, устойчивый к искажениям интенсивности освещающего пучка. Предложен метод расчета тепловых фокусаторов, позволяющих сформировать заданный температурный профиль вдоль отрезка прямой.

Бесплатно