Методы и элементы компьютерной оптики. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Кодирование дифракционных оптических элементов методом локального фазового скачка
Статья научная
Рассмотрен алгоритм частичного кодирования амплитуды бинарной фазой с линейной зависимостью ширины фазовой ступеньки в ячейке кодирования от величины амплитуды. Параметром степени кодирования выступает пороговый уровень амплитуды, ниже которого амплитуда кодируется в фазу, а выше которого заменяется на постоянную величину. Метод применен к расчету фазовых пространственных Фурье-фильтров, согласованных с двумерными изображениями.
Бесплатно
Лучевые преобразования энергии в пучке лазерного излучения
Статья научная
Рассматриваются аналитические модели задач фазового управления распределением энергии в пучке лазерного излучения. Наиболее подробно рассматривается полиномиальная модель, а также комплексно-аналитические отображения. Приводятся постановки задач по получению преобразований с заданным якобианом и граничных задач.
Бесплатно
Метод согласованных прямоугольников для расчета фокусаторов в плоскую область
Статья научная
Разработан численный метод расчета фазовых функций фокусаторов в плоские области сложной формы с факторизующимся распределением интенсивности при факторизующемся освещающем пучке с произвольным сечением. Произведен дифракционный анализ прямой задачи фокусировки в плоскую область. На основе специально разработанного программного обеспечения проведен вычислительный эксперимент, позволивший установить, что теоретическая энергетическая эффективность типичных фокусаторов составляет не менее 85%.
Бесплатно
Методика и результаты исследований полимерных реплик дифракционных оптических элементов
Статья научная
Рассмотрены методика и результаты исследований реплик дифракционных оптических элементов (ДОЭ) на фотоотверждаемых полимерах. Показано, что полученные параметры реплик соответствуют основным требованиям при изготовлении ДОЭ.
Бесплатно
Статья научная
Приведена методика проектирования репродукционных гибридных объективов-монохроматов, включающих две градиентные и одну дифракционную линзы. Конструктивные параметры объектива, получаемые на основе данной методики, обеспечивают достаточно быструю сходимость аберрационных рядов и минимизацию монохроматических аберраций 3-го и 5-го порядков. В качестве примера предложенной методики рассмотрен расчет симметричного репродукционного объектива, работающего с единичным увеличением.
Бесплатно
Многопорядковые дифракционные решетки с несимметричным профилем периода
Статья научная
Рассмотрены результаты расчетов многопорядковых дифракционных решеток с несимметричным профилем периода. Показаны их преимущества и недостатки по сравнению с симметричными решетками.
Бесплатно
Моданы - новые элементы компьютерной оптики
Статья научная
Рассмотрены основные проблемы, возникающие при создании дифракционных оптических элементов - моданов, управляющих модовой структурой когерентного излучения в линейных волноводных средах. Для создания моданов используются методы компьютерной оптики и цифровой голографии. Произведено обобщение предыдущих работ авторов на основе единого математического подхода. Разработаны многоканальные моданы, селектирующие параллельно несколько мод или групп мод. Показано, что моданы позволяют создать эталоны мод когерентного излучения. Впервые предложен метод производящих функций для создания или анализа параллельно нескольких кодовых световых пучков и оптические системы фильтрации по спектру мод. Введены характеристики точности моданов и даны их оценки при дискретизации фазы моданов. Произведен расчет энергетической эффективности моданов при различных способах регистрации их функций комплексного пропускания. В качестве примеров рассмотрены моданы, согласованные c модами Гаусса-Лагерра, Гаусса-Эрмита, Бесселя. Приведены результаты экспериментального исследования фазовых и амплитудных моданов с различным числом каналов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен новый класс элементов компьютерной оптики - МОДАНЫ, первые элементы которого были созданы в 1982 г. Рассмотрены пути совершенствования МОДАНОВ в части расширения их функциональных возможностей и дифракции этой эффективности. Приведены аналитические соотношения для амплитудных и фазовых МОДАНОВ, результаты их экспериментального исследования. Более детально рассмотрены МОДАНЫ, согласованные с модами Гаусса-Лагерра, и их применение в волоконно-оптических датчиках.
Бесплатно
Моделирование волноводного распространения оптического излучения в рамках электромагнитной теории
Статья
Бесплатно
Нелинейное отражение от полупроводников в дальнем ИК и эксперименты по модуляции излучения
Статья научная
Проанализировано нелинейное отражение излучения с длиной волны порядка 300 мкм-5 мм от поверхности полупроводника. На основе аналитического и численного рассмотрения установлены основные особенности генерации гармоник в этом диапазоне, в частности имеющие место вблизи плазменного резонанса немонотонное увеличение их интенсивности от интенсивности падающего излучения.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
О распространении связанных электромагнитных волн на границе проводящих диэлектриков
Статья научная
Исследуются особенности электромагнитных воли, излучаемых переменным током из линейного и кольцевого проводника. Показано, что на границе раздела диэлектрических сред с производной проводимостью индуцируются две (а не одна, как принято считать) волны. Амплитуды этих волн связаны между собой и содержат параметры обеих сред, а фазовые скорости независимы (каждая из них определяется своей средой). Показано, что для источника, лежащего на границе раздела, амплитуды волн, индуцируемых вблизи поверхности, не малы, как обычно, а соизмеримы с объемными. Таким образом, при некоторых расстояниях от источника на поверхности раздела сред возникает своеобразная интерференционная картина. Извлекаемая при этом информация о параметрах сред указывает на новые возможности электромагнитного зондирования. Предложен аналитический подход, связанный с построением ветвящихся контуров интегрирования и позволяющий без труда учесть диссипативные свойства сред. В рамках такого перехода удается найти замкнутые аналитические выражения для полей связанных поверхностных волн. Приводится набор предельных низкочастотных переходов (в том числе - к совпадающим средам). Демонстрируется одно из геофизических приложений (кривые импенданса от источника, поднятого над проводящей поверхностью).
Бесплатно
Обобщенные эрмитовые световые пучки в свободном пространстве
Статья научная
Показано, что известные два типа световых пучков Гаусса-Эрмита, которые при распространении в пространстве сохраняют свою структуру, изменяясь масштабно, являются частным случаем обобщенных эрмитовых пучков. Показано, что для эффективного формирования отдельных мод Гаусса-Эрмита можно использовать фазовые элементы, пропускание которых равно знаковой функции соответствующего многочлена Эрмита.
Бесплатно
Объектив с дифракционным корректором для лазерного проигрывателя
Статья научная
Рассмотрены характеристики комбинированного объектива для лазерного проигрывателя с использованием одного из элементов компьютерной оптики - дифракционного корректора. Дан теоретический анализ сферохроматизма и децентрировки в объективе. Показано хорошее совпадение теоретических выводов с численными расчетами. Приведены экспериментальные результаты макетирования объектива.
Бесплатно
Оптические системы с многосекторными полями зрения на основе дифракционных элементов
Статья научная
Рассмотрены вопросы построения оптических систем с многосекторными полями зрения, используемых в устройствах обработки информации, технического зрения и т.п. на основе базовых компонентов, включающих два рельефно-фазовых дифракционных элемента - решетку и линзу. Получены формулы параксиального и аберрационного расчета дифракционных базовых компонентов.
Бесплатно
Оптические чистые вихри и гипергеометрические моды
Статья научная
Получен счетный набор линейно-независимых решений параксиального волнового уравнения (типа уравнения Шредингера), которые названы гипергеометрическими модами. Эти решения описывают оптические чистые вихри и могут быть сформированы при освещении плоской волной спиральной фазовой пластины. Эти моды отличаются от известных параксиальных мод тем, что их радиус увеличивается как корень квадратный от пройденного расстояния, и что все они при распространении имеют одинаковую фазовую скорость.
Бесплатно
Подход к построению коммутаторов оптических сигналов, управляемых оптическим излучением
Статья научная
Настоящая статья посвящена исследованию возможности создания коммутаторов оптических сигналов, управляемых дополнительно подаваемым оптическим излучением. Предполагается, что управляющее излучение изменяет показатель преломления оптической среды устройства, а с ним и длину волны информационного излучения. Для контроля последней используется многолучевой интерферометр. Проведена краткая оценка технических аспектов построения устройства. Анализ показал, что интерференционный коммутатор принципиально технически реализуем. К основным его недостаткам можно отнести наличие постоянной составляющей в интерференционной картине и искажение действием интерференции и нелинейных оптических эффектов цифрового оптического сигнала.
Бесплатно
