Методы и элементы компьютерной оптики. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Статья научная
Рассчитываются и экспериментально исследуются допустимое уширение спектра и сдвиг длины волны излучения п/п лазера, которые не влияют существенно на качество изображения точки дифракционного микрообъектива. Сообщается, что при выполнении критерия Марешаля расчетноезначение сдвига длины волны равно ±32 Ǻ, а допустимая ширина спектра источника 30Ǻ. Показывается, что при работе с одномодовым п/п лазером функция отклика дифракционного микрообъектива мало отличается от функции рассеяния точки при работе с He-Ne лазером.
Бесплатно
Возбуждение и обнаружение угловых гармоник в волоконном световоде при помощи ДОЭ
Статья научная
В работе рассмотрены линейно-поляризованные моды слабонаправляющего волокна, несущие ненулевой орбитальный угловой момент. Проведены эксперименты по возбуждению угловых гармоник низших порядков и их суперпозиции в ступенчатом маломодовом волоконном световоде. Показано, что при этом достигается высокая селективность возбуждения, а при сдвиге ДОЭ возникают парные гармоники с противоположными знаками.
Бесплатно
Восстановление после препятствий лазерных пучков, содержащих угловые гармоники
Статья научная
В данной статье рассматриваются возможности восстановления различных лазерных пучков после препятствия, которым может служить захваченная этим пучком микрочастица. Проводится сравнительный анализ свойств восстановления мод лазерного излучения Бесселя, Гаусса-Лагерра и других пучков, содержащих угловые гармоники. Формирование таких пучков наиболее эффективно осуществляется с помощью фазовых дифракционных оптических элементов. Приведены экспериментальные результаты восстановления бесселевых пучков, в том числе ненулевого порядка.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены подходы к решению системы уравнений, обеспечивающей заданные параксиальные и аберрационные характеристики оптической системы. Показаны пути выделения из этой системы уравнений ряда подсистем, которые могут быть решены аналитически. Обсуждается практическая реализация итерационных методов решения системы компенсационных уравнений высокого порядка.
Бесплатно
Статья научная
Для исследования структуры когерентного электромагнитного поля предлагается использовать самопроявляющиеся коллоидные голографические регистрирующие эмульсии. Гель таких эмульсий может быть выполнен в виде различных геометрических форм с регулируемым значением показателя преломления. Сенсибилизация эмульсии к красному излучению позволяет моделировать действие на биологические объекты лазерного излучения, в том числе и инфракрасного диапазона. Подобие свойств желатинового геля человеческим тканям позволяет использовать его для имитации различных объектов при радиологических процедурах в онкологии. Рассматриваются оптические схемы для синтеза фантомных тест объектов в рентгенотерапии.
Бесплатно
Статья научная
Разработан градиентный метод расчета диэлектрических бинарных решеток. Метод состоит в итерационной коррекции координат профиля решетки и использует для расчета дифрагированного поля точный дифференциальный метод. Получены аналитические матричные представления для градиента функционала невязки, представляющего ошибку формирования заданных интенсивностей прошедших через решетку порядков. Приведены примеры расчета решеток для формирования 5-11 равных порядков.
Бесплатно
Дифракционные интерферометры на основе зонных пластинок. Часть 1
Статья научная
Разработаны четыре схемы дифракционных двухлучевых интерферометров френелевского типа с совмещенными ветвями на основе зонных пластинок, обладающие дополнительными функциями визуализации оптических неоднородностей. Предложены узел фильтрации нерабочих дифракционных порядков и схемные решения, которые позволяют эффективно воздействовать на характеристики интерференционного поля. Проведено описание и сравнение характеристик интерферометров, определены методические и инструментальные погрешности всех схем. Предложены методы обработки интерферограмм для каждой из схем. Показано, что предложенные интерферометры позволяют визуализировать оптические неоднородности прозрачных образцов и измерять их с чувствительностью на уровне ~0,05 от длины световой волны, и могут с успехом применяться для исследования и контроля качества лазерных кристаллов и других оптических материалов.
Бесплатно
Статья научная
Сообщается об использовании дифракционного интерферометра на основе зонной пластинки для изучения тепловых неоднородностей оптической толщины лазерного активного элемента трубчатой конфигурации. Приводятся результаты регистрации временного изменения поперечного распределения неоднородности оптической толщины кристалла калийгадолиниевого вольфрамата (КГВ), возникающей после вспышки лампы накачки. Выявлено, что фотоупругая часть фазовых возмущений, возникающих вблизи лампы накачки, противоположна по знаку тепловому изменению показателя преломления и линейных размеров образца и превосходит их по величине, что косвенно указывает на доминирующее влияние фотоупругих эффектов при формировании генерации в лазерах на КГВ.
Бесплатно
Дифракционные оптические элементы, согласованные с модами Гаусса-Лагерра
Статья научная
Разработаны и исследованы итеративные алгоритмы расчета фазового оптического элемента, формирующего световые пучки Гаусса-Лагерра с заданным модовым составом, в том числе одномодовые пучки. Показано, что для эффективного формирования отдельных мод Гаусса-Лагерра можно использовать фазовые элементы, пропускание которых равно знаковой функции от соответствующего обобщенного многочлена Лагерра. Приведены результаты численного моделирования.
Бесплатно
Дифракционный расчет интенсивности светового поля вблизи фокальной линии
Статья научная
Рассматривается дифракционный расчет интенсивности светового поля в фокальной плоскости фокусатора когерентного света с длиной волны X и комплексной амплитудой wo(u, v) в составную фокальную область, состоящую из сегментов гладких кривых. Вычисление поля производится с помощью интеграла Кирхгофа в параксиальном приближении, записанного в системе координат, связанной со слоями на фокусаторе. Приводятся асимптотические разложения для поля. Для случая фокусатора плоского пучка в контур квадрата даются численные расчеты энергетической эффективности.
Бесплатно
Дифракция излучения на синусоидально модулированной многослойной структуре
Статья научная
Строится "динамическая" теория дифракции излучения на волнообразной многослойной структуре. Получена система уравнений связанныз волн. В двухволновом случае при выполнении условия синхронизма только для одной из рассеянных волн получено аналитическое выражение для ее амплитуды.
Бесплатно
Запись рельефных изображений на жидких фотополиmeризующихся композициях
Статья научная
Описан новый способ формирования рельефных полутоновых изображений. Рассмотрены физические механизмы формирования рельефа. Рассмотрено влияние режимов экспозиции на процесс рельефообразования.
Бесплатно
Исследование дифракционных характеристик аксикона методом вычислительного эксперимента
Статья научная
В результате рассмотрения влияния дифракции на распределение интенсивности в окресности каустики ближней зоны дифракции конического аксикона показано, что метод стационарной фазы может быть использован лишь для ее качественного анализа.
Бесплатно
Исследование дифракционных характеристик фокусатора в кольцо методом вычислительного эксперимента
Статья научная
Разработан численный метод дифракционного расчета поля вдоль сложной линии фокусировки на основе предложенной агрегированной математической модели фокусировки лазерного излучения элементами компьютерной оптики. Метод позволяет получить решение задачи дифракции на фокусаторе с учетом дискретизации и квантования фазовой функции в виде суперпозиции множества базовых аналитических решений задачи дифракции на круглом отверстии или щели. На основе разработанных алгоритмических и программных средств вычислительного эксперимента исследована энергетическая эффективность фокусаторов плоского, гауссова и сходящегося сферического пучков в кольцо как доля энергии, фокусируемая в фокальную линию дифракционной ширины. Построены графики распределения интенсивности света в фокальной плоскости указанных фокусаторов для различного числа уровней квантования фазы. Установлен характер снижения энергетической эффективности в зависимости от числа уровней квантования фазы фокусатора.
Бесплатно
Исследование фокусаторов в прямоугольник методом вычислительного эксперимента
Статья научная
Предлагаются новые решения задачи фокусировки пучка круглого сечения в прямоугольник с постоянной интенсивностью и проводится их анализ в рамках вычислительного эксперимента. В вычислительном эксперименте установлено, что теоретическая энергетическая эффективность рассмотренных фокусаторов при фокусировке в прямоугольник с размерами сторон в 10-100 раз превышающими размер дифракционного пятна составляет не менее 82%.
Бесплатно
Квазипериодические оптические элементы
Статья научная
Рассматриваются фазовые оптические элементы с периодической или близкой к ней структурой. Периодичность структуры дифракционной решетки обусловливает целый ряд ее специфичных свойств. Ранее были рассмотрены возможности манипулирования свойствами фазовой дифракционной решетки путем воздействия на структуру ее периода (фазовой функции). В статье рассматриваются некоторые дополнительные возможности управления свойствами дифракционной решетки за счет согласования фазовых функций последовательных периодов решетки, то есть создания квазипериодических структур.
Бесплатно
Киноформные корректоры сферической аберрации, изготовленные химическим травлением стекла
Статья научная
Рассмотрены методы расчета осесимметричных дифракционных корректоров сферической аберрации. Описана технология изготовления киноформных элементов химическим травлением стекла. Приведены параметры рефракционно-дифракционных объектов для проекции изображения на большой экран и ввода лазерного излучения в стекловолокно, включающих киноформные корректоры сферической аберрации.
Бесплатно
Киноформные оптические элементы с увеличенной глубиной фокуса
Статья научная
Предлагаются методики расчета киноформных аксиконов и обобщенных зонных пластинок, имеющих каустику в виде фокального отрезка со специальным распределением интенсивности в нем. Изготовленные образцы киноформов исследовались экспериментально. Совпадение результатов расчетов с экспериментальными данными подтверждает эффективность методики расчета.
Бесплатно
