Методы и элементы компьютерной оптики. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика

Расчет четной симметричной бинарной решетки для генерации заданного набора дифракционных порядков

Глотов П.а, Котляр В.В.

Статья

Бесплатно

Расчет электромагнитного поля в продольно-регулярных структурах

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

Статья научная

Получены аналитические выражения, описывающие распределение электромагнитного поля в продольнорегулярных линиях передачи. В приближении равномерного распределения тока проводимости на центральном проводнике рассчитано распределение составляющих электромагнитного поля в линии передачи.

Бесплатно

Саморемонт изображений периодического транспаранта в плоскостях Тальбота

Малов А.Н., Фещенко В.С.

Статья научная

В работе экспериментально рассмотрен эффект самореставрации изображения периодического объекта в плоскостях Тальбота. Путем сравнительного исследования параметров изображения в параксиальной области и в боковых лепестках дифракции показано, что изображения в боковых лепестках более устойчивы к повреждениям исходного транспаранта. На основании этих исследований, проанализированы механизмы, влияющие на ухудшение качества изображения в параксиальной области и в боковых лепестках.

Бесплатно

Синтез слоистых оптических систем с заданным амплитудным коэффициентом отражения монохроматической волны

Тихонравов А.В.

Статья научная

Рассмотрена задача синтеза оптически покрытий с заданным амплитудным коэффициентом отражения при Фиксированной длине волны падающего излучения и доказана ее разрешимость. Дана постановка проблемы оптимального синтеза. Получены необходимые условия оптимальности решения задачи синтеза, позволяющие получить алгоритм его построения. В конечном счете, проблему построения оптимального решения задачи синтеза удается свести к решению одного трансцендентного уравнения.

Бесплатно

Синтез фазового транспаранта с заданной индикатрисой рассеяния

Котляр В.В.

Статья научная

Предложен и численно апробирован новый метод расчета фазовой функции случайного транспаранта, формирующего в дальней зоне дифракции световое поле с заданным распределением средней интенсивности.

Бесплатно

Синтез фокусаторов для внутрирезонаторной коррекции тепловых искажений световых пучков

Бородина И.Д., Воронцов М.А.

Статья научная

Рассматривается задача оптимизации оптической схемы телескопического резонатора в условиях тепловых деформаций зеркал. Для коррекции расходимости выходного излучения предлагается использовать внутри резонатора зеркало с заранее рассчитанной (асферической) формой поверхности. Обсуждаются методы расчета профиля корректирующего зеркала. Показано, что использование таких зеркал позволяет при заданной мощности лучевой нагрузки практически полностью устранить влияние термодеформаций на расходимость выходного излучения.

Бесплатно

Синтез фокусаторов излучения в плоскую область в условиях нелинейных искажений световых пучков

Воронцов М.А., Разгулин Л.В.

Статья научная

Отмечается, что для эффективного решения целого ряда задач лазерной технологии необходимо обеспечить вполне определенное пространственное распределение интенсивности излучения на поверхности обрабатываемой детали. В какой-то мере эти задачи могут быть решены с помощью элементов плоской оптики - фокусаторов излучения. Предлагается методика расчета фокусаторов излучения в плоскую область в условиях теплового самовоздействия световых пучков в движущейся среде. Основой построения алгоритма решения задачи является градиентный метод минимизации функционала невязки. Результаты численных расчетов, иллюстрируемые рисунками, свидетельствуют об эффективности использования градиентных методов для расчета фокусаторов излучения в нелинейных средах.

Бесплатно

Синтезированные фазовые элементы для интегральных преобразований когерентных оптических полей

Березный А.Е., Сисакян И.Н.

Статья научная

Приведен обзор опубликованных работ авторов по синтезу с помощью компьютеров фазовых оптических элементов для различных интегральных преобразований когерентных оптических полей, включая преобразования Бесселя высших порядков, фазовые дифракционные решетки со сложным спектром и криволинейные преобразования координат.

Бесплатно

Система автофокусировки на основе дифракционного элемента для считывания информации с оптического диска

Грейсух Г.И., Лунев В.П., Степанов С.А., Шугаев В.И.

Статья научная

Рассматривается система динамической автофокусировки, в которой сканирование сфокусированного пятна осуществляется в результате высокочастотной модуляции длины волны излучения полупроводникового лазера. Показывается, что использование диспергирующих свойств дифракционного элемента, фокусирующего излучения лазера на информационную поверхность оптического диска, позволяет получить требуемую амплитуду сканирования пятна при девиации длины волны излучения порядка 0,1 нм.

Бесплатно

Сканирующие свойства дифракционного элемента, формирующего аксиально-симметричный дифракционно-ограниченный волновой пучок

Минин И.В., Минин О.В.

Статья научная

На примере рассмотрения дифракции скалярных волн на амплитудном бинарном дифракционном «линзаконе» показана возможность сканирования в пространстве дифракционноограниченным волновым пучком при смещении точечного источника излучения и изменении длины волны излучения от расчетной в террагерцовом диапазоне длин волн.

Бесплатно

Современные подходы к проектированию многослойных оптических систем

Тихонравов А.В., Гришина Н.В.

Статья научная

Рассматриваются современные подходы к решению задач синтеза многослойных оптических покрытий с заданными спектральными характеристиками. Обсуждается постановка различных задач и проблема выбора наиболее рациональных методов их решения. Рассмотренная в статье совокупность методов представляет, по мнению авторов, наиболее эффективный в настоящее время инструмент решения всего многообразия задач синтеза оптических покрытий. На конкретных примерах даются рекомендации по численному решению задач синтеза на ЭВМ.

Бесплатно

Статистические свойства разности фаз в спекл-модулированном поле и метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля

Горбатенко Б.Б., Максимова Л.А., Рябухо В.П.

Статья научная

Экспериментально установлено, что случайная составляющая разности фаз развитого спекл-поля в двух его точках имеет неравномерную плотность распределения вероятности с максимумами для значений 0 и р рад. Описан и экспериментально реализован метод восстановления изображения объекта по зарегистрированной спекл-структуре рассеянного им когерентного поля. Для восстановления утерянной при записи информации о фазе дифракционного поля предложено фазы соседних спеклов считать отличающимися на р радиан. Данный метод применим к объектам, распределение средней интенсивности по которым описывается четной функцией координат.

Бесплатно

Технологические требования к элементам плоской оптики для компонентов волоконно-оптических систем передачи информации

Аджалов В.И., Голуб М.А.

Статья научная

Оценивается возможность создания элементов плоской оптики для компонентов волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСП) на примере конкретного устройства - волоконно-оптического датчика микроперемещений. В параксиальном приближении определяется требуемая фазовая функция и, соответственно, рельеф плоского оптического элемента, связывающего два световода. Устанавливается, что в первом приближении поперечный размер минимальной зоны Френеля определяется отношением длины волны используемого излучения к числовой апертуре световода. Показывается, что этот размер составляет для реально используемых световодов единицы микрон, вследствие чего соответствующие элементы плоской оптики для компонентов ВОСП могут быть практически реализованы при помощи серийного технологического оборудования.

Бесплатно

Управление мощным лазерным излучением дифракционными элементами нулевого порядка дифракции

Полещук А.Г., Малышев А.И., Харисов А.А., Черкашин В.В.

Статья научная

Дифракционные элементы, работающие в нулевом порядке, имеют ряд свойств, которые делают их весьма перспективными для использования в оптических системах с мощными лазерами. В настоящей работе приведены результаты теоретического и экспериментального исследования нового класса дифракционных элементов нулевого порядка - фильтров оптического излучения переменной плотности. Приводятся результаты испытания дифракционных круговых фильтров с амплитудной и фазовой функцией пропускания. Обсуждаются методы изготовления фильтров и приводятся характеристики экспериментальных образцов. Показано, что фазовые фильтры позволяют регулировать излучение мощных импульсных и непрерывных лазеров, нечувствительны к поляризации и имеют большой динамический диапазон.

Бесплатно

Фазовая проблема и синтез оптических полей

Абрамочкин Е.Г., Волостников В.Г.

Статья научная

Рассмотрена связь между фазовой проблемой в оптике и синтезом оптических полей. Показана важная роль вихревой составляющей вектора потока световой энергии на конкретном примере задачи фокусировки.

Бесплатно

Фазовые элементы для фокусировки лазерного излучения в плоские многоугольные области

Березный А.Е., Шимохин И.А.

Статья научная

Разрабатываются методы вычисления фазовой функции для оптических элементов, создающих в фокальной области распределение интенсивности в форме произвольного заданного многоугольника. Предлагается использовать для построения искомых функций аппарат теории конформных отображений. Задача решается в параксиальном приближении геометрической оптики.

Бесплатно

Фокусаторы в отрезок, составляющий произвольный угол с оптической осью

Данилов В.А., Кулькин К.А., Сисакян И.Н.

Статья научная

Рассмотрена фокусировка в пространственную кривую. Предложены эффективные алгоритмы решения задачи фокусировки в отрезок, составляющий произвольный угол с оптической осью. Рассчитаны системы слоев и амплитудные маски фокусаторов для различных параметров фокального отрезка.

Бесплатно

Фокусаторы в фигуры, составленные из пространственных кривых

Данилов В.А., Кулькин К.А., Сисакян И.Н.

Статья научная

Рассмотрена фокусировка лазерного излучения в фигуры, составленные из пространственных кривых. В приближении геометрической оптики решена задача фокусировки в совокупности отрезков и дуг окружностей. Предложены эффективные алгоритмы расчета формы зон оптических элементов и высоты рельефа в каждой зоне. Приведены амплитудные маски элементов, фокусирующих излучение в угол и в совокупность 4, 6 и 8 дуг, составляющих фигуру в виде разъятого в середине креста.

Бесплатно

Формирование и исследование дифракционного микрорельефа на торце галогенидного ИК-волновода

Бородин С.А., Волков А.В., Казанский Н.Л., Карпеев С.В., Моисеев О.Ю., Павельев В.С., Якуненкова Д.М., Рунков Ю.А., Головашкин Д.Л.

Статья научная

В статье рассмотрены вопросы формирования дифракционного микрорельефа на торце галогенидного ИК-волновода с целью управления излучением, выходящим из волновода. Приведены результаты первых экспериментов по формированию и исследованию дифракционной бинарной решетки на торце волновода с помощью технологии горячей штамповки.

Бесплатно

Формирование и передача на расстояние изображений с помощью мод Гаусса-Лагерра

Хонина С.Н.

Статья научная

Чтобы передать на расстояние изображение через свободное пространство или по волокну, нужно сформировать инвариантное изображение. Под инвариантным изображением мы понимаем поперечное распределение интенсивности светового поля, которое сохраняется с точностью до масштаба и поворота при распространении в пространстве. Это можно сделать с помощью аппроксимации заданного изображения набором мод Гаусса-Лагерра (ГЛ) со специально выбранными номерами. Анализируются условия, которым должны удовлетворять номера мод ГЛ, чтобы формировать стабильные или вращающиеся изображения, а ьакже изображения, сохраняющие вид в Фурье-плоскости. Приведены численные примеры инвариантных изображений, аппроксимирующих крест, кольцо, полукольцо, треугольник и отрезок.

Бесплатно