Дифракционная оптика, оптические технологии. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Изготовление оптического делителя для «смартлинк соединения» с использованием SLA- и FDM-технологий
Статья научная
В ходе проведения теоретических исследований в области разработки оптических делителей сигналов между двумерными массивами VCSEL-лазеров и pin-фотодиодов приёмо-передающих модулей полнодуплексных «смартлинк соединений» на основе конструктивных элементов, изготовленных методами 3D-печати, разработан оптический многоканальный делитель сигналов для полнодуплексных «смартлинк соединений» с возможностью его изготовления с использованием SLA- и FDM-технологий.
Бесплатно
Изменение оптических характеристик гидросферы в присутствии синтетически активных веществ
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований изменения спектральных характеристик водного растения - Элодеи бразильской (Elodea Brazilian, Egeria densa) под действием синтетических активных веществ и солей кадмия. В качестве критерия использован дифференциальный коэффициент обратного рассеяния, выражающий изменение концентрации хлорофилла в растении при воздействии поллютантов. Методом флуоресцентной конфокальной микроскопии проведён детальный анализ структурных изменений в клетках растения. Показано, что синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) солюбилизируют белки мембран клетки, приводя к существенному изменению проницаемости и, как следствие, оптических характеристик биологической среды.
Бесплатно
Изменение траектории наборов пучков Эйри с помощью несущих пространственных частот
Статья научная
В данной работе исследуется изменение траектории распространения набора автофокусирующихся лазерных пучков с использованием дробного преобразования Фурье. Рассмотрены кластеры смещённых ограниченных пучков Эйри-Гаусса, дополненных фазовой функцией, отклоняющей пучок аналогично призме. Смещение и фазовое отклонение (в соответствии с несущими пространственными частотами) позволяют менять траекторию распространения набора автофокусирующихся пучков. На основе численного моделирования выполнено исследование влияния рассматриваемых параметров на свойства автофокусировки кластера пучков Эйри-Гаусса.
Бесплатно
Измерение дифракционной эффективности ДОЭ по многим порядкам дифракции
Статья научная
Представлены результаты разработки и исследования устройства для измерения дифракционной эффективности дифракционных оптических элементов (ДОЭ) одновременно во многих дифракционных порядках и в большом динамическом диапазоне изменения интенсивности. Рассмотрены два метода расширения динамического диапазона цифровых фотоматриц и их технические реализации.
Бесплатно
Измерение орбитального углового момента астигматического пучка Эрмита-Гаусса
Статья научная
Рассмотрены три разных типа астигматических Гауссовых пучков, комплексная амплитуда которых в зоне дифракции Френеля описывается многочленом Эрмита с номером (n, 0) c комплексным аргументом. Первый тип - это оптический Гауссов вихрь с круговой симметрией и топологическим зарядом n, прошедший цилиндрическую линзу. При распространении оптический вихрь «распадается» на n оптических вихрей первого порядка. Его орбитальный угловой момент на один фотон равен n. Второй тип - это эллиптический оптический Гауссов вихрь с топологическим зарядом n , прошедший цилиндрическую линзу. При специальном выборе степени эллиптичности (1:3) такой пучок сохраняет свою структуру при распространении и вырожденный ноль интенсивности на оптической оси не «распадается» на n оптических вихрей. Орбитальный угловой момент такого пучка дробный и не равен n. Третий тип - это астигматический пучок Эрмита-Гаусса порядка ( n , 0), который формируется после прохождения пучком Эрмита-Гаусса цилиндрической линзы...
Бесплатно
Измерение радиуса кривизны сферической поверхности на основе уравнения переноса интенсивности
Статья научная
Уравнение переноса интенсивности обеспечивает новый неинтерферометрический и неитеративный доступ к количественной информации о фазе световой волны посредством измерения распределений интенсивности. Это уравнение можно использовать для реализации простого и точного измерения пространственной фазы для оптического тестирования сферических поверхностей. Для реализации метода требуется только КМОП-камера, с помощью которой происходит регистрация поперечных распределений интенсивности поля в нескольких плоскостях. Обработка экспериментальных измерений с помощью специализированного программного обеспечения позволяет восстановить значение радиуса кривизны тестируемой сферической поверхности с высокой точностью. Для оценки точности значение радиуса кривизны тестируемой сферической поверхности, рассчитанное предлагаемым авторами методом, было сопоставлено с интерферометрическими измерениями. Разница полученных значений составила менее 0,01 %, что свидетельствует о хорошем согласовании данных.
Бесплатно
Измерение светорассеяния в зависимости от радиуса кривизны края апертурной диафрагмы
Статья научная
Экспериментально показано, что при ограничении распространения некогерентного светового пучка непрозрачным металлическим экраном с острой кромкой края экрана энергия рассеянного на крае экрана света будет примерно в два раза больше, чем при рассеянии на выпуклом гладком крае с радиусом кривизны большем 10-15 мм. Причем, если радиус кривизны выпуклого гладкого края экрана уменьшить в три раза, то энергия рассеянного света, попавшего в область тени за экраном, увеличиться примерно в 1,3 раза.
Бесплатно
Измерения малых динамических смещений интерферометром Майкельсона со сферическими волновыми фронтами
Статья научная
В статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований применения лазерного оптоэлектронного интерферометра Майкельсона со сферическими волновыми фронтами для измерения малых динамических смещений. Рассмотрен оптоэлектронный метод регистрации сигнала лазерного интерферометра и предложен алгоритм обработки сигнала. Данная методика позволяет определить значение и величину динамических смещений с высокой чувствительностью и точностью.
Бесплатно
Изображающие системы на основе обобщённых линз
Статья научная
Рассматривается возможность использования обобщённых линз в изображающих оптических системах. Для получения отображения точки в точку предлагается использовать две обобщенные линзы в системе, подобной Фурье-коррелятору, где вторая линза устанавливается так, чтобы при падении на систему плоской волны на выходе оптической системы формировалась плоская волна. Показано, что для обобщённых линз с небольшим отклонением степени от 2 такая система формирует довольно качественное изображение. Для тестирования системы использовалась стандартная радиальная светотехническая таблица, позволяющая определить основные оптические характеристики.
Бесплатно
Изображающий спектрометр на основе дискретного интерференционного фильтра
Статья научная
Рассмотрены свойства спектрального фильтра Edmund Optics (400 - 700 нм). Показано, что функция пропускания фильтра далека от идеальной формы, которую приводит производитель. Рассмотрен спектрометр на основе этого фильтра, показано, что, несмотря на не слишком хорошую функцию спектрального пропускания фильтра, удаётся добиться ошибки формирования спектра не более 13 %.
Бесплатно
Импульсная терагерцовая голография с разрешением во времени в дисперсионных средах
Статья научная
Рассмотрена математическая модель голографического восстановления рельефа фазового объекта из дифракционных картин импульсного терагерцового излучения, записанных в дисперсионной среде. Дополнены алгоритмы численного распространения волнового фронта для учёта дополнительного фазового набега на каждой частотной компоненте, возникающего из-за распространения в дисперсионной среде. Проведено сравнение восстановленных фазовых изображений для случаев учёта и неучёта дисперсии среды. Показано, что для суммированного по частотам двумерного изображения нормированное среднеквадратичное отклонение при неучёте дисперсии среды составляет 0,3 при распространении волнового фронта на расстояние 10 мм и увеличивается до 0,45 с увеличением расстояния до 70 мм.
Бесплатно
Статья научная
Теоретически и численно показано, что при острой фокусировке оптического вихря с круговой поляризацией происходит инверсия продольной составляющей вектора спинового углового момента. При этом если на входе в оптическую систему свет имел левую круговую поляризацию, то в фокусе вблизи оптической оси он будет иметь правую круговую поляризацию. Так как данный эффект происходит вблизи фокуса, где имеет место обратный поток энергии, то такую инверсию спинового углового момента можно использовать для обнаружения обратного потока энергии.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе для разных векторных и гибридных световых полей, в том числе для полей с многими точками поляризационной сингулярности, найдены индексы поляризационной сингулярности по известной формуле М. Берри, которая применяется обычно для нахождения топологического заряда скалярных вихревых световых полей. Показано, что у полей, состояние поляризации которых зависит только от полярного угла в сечении пучка, могут быть либо линии поляризационной сингулярности, исходящие из центра, либо одна точка поляризационной сингулярности, находящаяся в центре сечения пучка. Если состояние поляризации поля зависит только от радиальной переменной, то такие поля не имеют точек поляризационной сингулярности и их индекс равен нулю. Если поляризационное состояние векторного поля зависит от обеих полярных координат, то такое поле может иметь несколько точек поляризационной сингулярности, расположенных в разных местах в сечении пучка. Также мы рассмотрели векторное поле с радиальной поляризацией высокого порядка и с действительным параметром. Такое поле при разных значениях параметра имеет либо несколько линий поляризационной сингулярности, исходящих из центра, либо особую точку в центре. При этом индекс поляризационной сингулярности такого поля при разных параметрах может быть либо полуцелым, либо целым, либо нулевым.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе продемонстрировано возникновение индуцированного кругового дихроизма для фундаментальной моды в волоконных резонаторах петлевого и кольцевого типа при внесении оптически активного элемента в петлю (кольцо) резонатора. Изменение параметров резонатора, оптически активного элемента или длины волны входящего поля позволяет устанавливать величину наведённого дихроизма и фактически усиливать оптическую активность элемента. Показано, что данные резонаторы могут быть использованы в качестве рабочих элементов полностью волоконных поляризаторов для фундаментальной моды.
Бесплатно
Интегральные представления решений системы уравнений Максвелла для анизотропных сред
Статья научная
В работе получены интегральные представления решений системы уравнений Максвелла для анизотропных сред. Наряду с представлением решений в трехмерном пространстве, получены интегральные представления для решений системы уравнений Максвелла в виде поверхностных волн на границе диэлектрика с отрицательной диэлектрической проницаемостью и анизотропным материалом. Интегральные представления получены с помощью разложения по собственным волнам однородной анизотропной среды, распространяющимся в положительном направлении.
Бесплатно
Статья научная
Найдены в элементарных функциях решения двунаправленного уравнения распространения оптических импульсов в волоконных световодах для степенных функций отклика нелинейной среды на внешнее гармоническое возмущение.
Бесплатно
Статья научная
Разработана и экспериментально исследована оптическая система для преобразования линейно-поляризованных лазерных пучков в цилиндрические векторные пучки. Схема основана на когерентном сложении модовых пучков с использованием интерферометра Маха-Цендера. Простота и универсальность схемы достигается за счёт применения разных участков в площади пространственного модулятора света для одновременной генерации двух пространственно разнесённых заданных модовых пучков. Каждый из пучков далее распространяется в одном из плеч интерферометра, подвергается необходимым поляризационно-фазовым преобразованиям для получения цилиндрического векторного пучка после сложения модовых пучков.
Бесплатно
Статья научная
Реализован синтез полимерных матриц фотонных кристаллов методом интерференционной литографии. Запись решетки осуществлялась излучением гелий-кадмиевого лазера на длине волны 442нм в фоторезисте SU-8. Использование длины волны, соответствующей области слабого поглощения фоторезиста, позволило обеспечить однородность структуры по глубине фотоматериала. Определены оптимальные параметры экспозиции и обработки фоторезиста для получения пористой структуры, соответствующей орторомбической решетке.
Бесплатно
Интерференционные логические элементы на основе фотонного кристалла с y-образным дефектом
Статья научная
В работе показана перспективность использования фотонного кристалла с Y-образным дефектом для построения интерференционных логических элементов, реализующих различные логические операции. Приведены результаты численного моделирования интерференционных логических элементов на основе такого фотонного кристалла, реализующих логические операции «И», «ИЛИ», «НЕ». Показана возможность построения интерференционных логических элементов, реализующих логическую операцию «ИЛИ-НЕ», на основе каскадирования интерференционных логических элементов, основанных на фотонных кристаллах с Y-образным дефектом. Показано отсутствие проблемы «неопределенности фазы» у построенного элемента.
Бесплатно
Информационная технология коррекции теневых искажений на цветных цифровых изображениях
Статья научная
В работе рассматривается информационная технология коррекции теневых искажений на цветных цифровых изображениях, получаемых путем фотографирования произведений живописи с целью их репродукции. Теневые искажения возникают вследствие различной интенсивности освещения картины с двух сторон. Решается задача выделения области тени и последующей цветовой коррекции в этой области. Приводятся результаты обработки реальных изображений по предложенной технологии.
Бесплатно
