Дифракционная оптика, оптические технологии. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Исследование процессов взаимодиффузии в тонких прозрачных средах методами лазерной интерферометрии
Статья научная
Рассматриваются методы лазерной интерферометрии и оптические интерферометры с цифровой системой регистрации изображений для изучения процессов взаимодиффузии в системах полимер-растворитель и низкомолекулярная жидкость I - низкомолекулярная жидкость II. Представлено описание оборудования и методики проведения экспериментов с использованием интерферометров Маха-Цендера, Майкельсона и многолучевого микроинтерферометра, определена кинетика пространственного распределения показателя преломления среды в процессе массопереноса, определены коэффициенты диффузии.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследуется интеграл, который описывает распространение света в среде с параболическим профилем показателя преломления в параксиальном приближении в рамках скалярной теории. Этот интегральный оператор аналогичен преобразованию Френеля, описывающему в том же приближении распространение света в свободном пространстве.
Бесплатно
Исследование рельефа плёночных дифракционных оптических элементов
Статья научная
Методом сканирующей зондовой микроскопии исследованы параметры рельефа плёночных отражающих дифракционных оптических элементов, изготовленных по разным технологиям: традиционной лазерной записи радужных голограмм и технологиям «Dot matrix», «Kinemax» и электронно-лучевой литографии. Проведена оценка влияния технологии на параметры рельефа ДОЭ. Измерения показали, что в большинстве технологий высота рельефа может отличаться от оптимальной более чем на 100 %, и удовлетворительный визуальный эффект достигается только благодаря тому, что присутствуют решетки с разными высотой и профилем и результат усредняется. Прямые измерения рельефа выявляют причину низкой дифракционной эффективности и тем самым показывают путь к ее увеличению.
Бесплатно
Исследование свойств ограниченных гипергеометрических лазерных пучков
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование распространения ограниченных обобщенных гипергеометрических пучков. Исследованы возможности формирования гипергеометрических пучков методами дифракционной оптики. Выполнено сравнение с ограниченными гипергеометрическими модами.
Бесплатно
Исследование травления диоксида кремния во внеэлектродной плазме с использованием хромовой маски
Статья научная
Представлены результаты травления структуры Cr-SiO2 в потоке внеэлектродной плазмы высоковольтного газового разряда в среде CF4 + O2 в соотношении 50:1 при токе разряда - I = 80 мА, ускоряющем напряжении - U = 1,2 кВ и длительности обработки в плазме - t = 5 мин. Показано, что изменения интенсивности полос рамановских спектров в процессе травления соответствуют наноструктурным изменениям тонких пленок Cr-SiO2 и хромовой маски. Особенность травления заключена в удалении окисла Cr2O3 при увеличении молекул азота в структуре пленки Cr. Обнаружено, что продукты распыления, осажденные внутри окон маски хрома при U = 1,2 кВ и I = 80 мА, согласно полученным рамановским спектрам, представляют соединение Cr2N.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено сравнительное численное исследование сохранения свойств отдельных пучков Лагерра-Гаусса и их суперпозиций в случайной среде. Моделирование основано на расширенном принципе Гюйгенса-Френеля. Исследования показали, что увеличение числа колец мод Лагерра-Гаусса при сохранении порядка оптического вихря позволяет увеличить отношение энергии минимального информативного коэффициента к энергии максимального паразитного коэффициента, что важно при детектировании закодированной в коэффициентах информации. Кроме того, увеличение числа колец несколько нивелирует более сильное воздействие случайных флуктуаций на пучки с высокими топологическими зарядами. Этот эффект можно объяснить структурной избыточностью многокольцевых распределений (в каждом кольце вихревая фазовая структура пучка повторяется). Аналогичный результат был получен для пучков, соответствующих двухмодовой суперпозиции. Лучший результат по сохранению информации получен для суперпозиции с дублированием информации в комплексно-сопряжённых коэффициентах, а лучшее отношение информативной энергии к паразитной было получено для пучков с наибольшей площадью поперечного распределения.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено сравнительное численное исследование формирования в фокальной плоскости близкорасположенных световых пятен с помощью дифракционной решётки и бинарных оптических элементов, согласованных с модами Эрмита-Гаусса. Показано, что при низких индексах мод обеспечивается хорошее качество формирования световых пятен и относительная устойчивость к хроматической дисперсии. Эксперименты с импульсным и перестраиваемым лазерами показали перспективность использования фазовых оптических элементов, согласованных с модами ТЕМ(1,0) и ТЕМ(1,1), для фокусировки в набор близкорасположенных световых пятен.
Бесплатно
Исследование фокусировки поляризационно-неоднородных лазерных пучков высокого порядка
Статья научная
Рассмотрено исследование фокусировки пучков с радиальной и азимутальной поляриза-циями, сформированных разработанной ранее оптической системой, основанной на сумми-ровании двух пучков с круговой поляризацией. Исследование проводилось методом конфокальной микроскопии. Проведённые эксперименты показали различия распределений интенсивности в фокальной области для разных типов неоднородно-поляризованных пучков и в целом согласуются с результатами проведённого численного моделирования.
Бесплатно
Исследование фокусирующих свойств зонной пластинки для жёсткого рентгеновского излучения
Статья научная
Описываются изготовление и исследование бинарной зонной пластинки из серебра на мембране из нитрида кремния с диаметром 200 мкм, крайней зоной 287 нм, глубиной рельефа 460 нм, рассчитанной для длины волны 2,29 ангстрем с расчётной эффективностью около 3 %. Экспериментально c помощью матричного детектора с элементом разрешения 13?13 мкм было обнаружено, что в зоне Френеля возникает и устойчиво сохраняется на расстоянии 20 - 60 мм (фокусное расстояние - 250 мм) центральный максимум интенсивности, который на 6 % выше окружающего фона интенсивности.
Бесплатно
Исследование формирования осевого отрезка с помощью оптимизированного бинарного ДОЭ
Статья научная
Проведено численное и экспериментальное исследование действия оптимизированного бинарного ДОЭ, предназначенного для формирования продольного отрезка с равномерной интенсивностью, в условиях изменения параметров освещающего пучка.
Бесплатно
Исследование формирования световых полей с различной скоростью вращения распределения интенсивности
Статья научная
Исследованы световые поля с различной скоростью вращения распределения интенсивности, полученные на основе оптики спиральных пучков. Изучено влияние параметров освещающего пучка на качество генерации исследуемых световых полей. Поля формировались с помощью фазового пространственного ЖК-модулятора HOLOEYE HEO-1080. Экспериментальные результаты согласуются с расчётными.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе описан синтез и измерены оптические характеристики азополимера на основе поли-N-эпоксипропилкарбазола и хромофора 4-(4-нитрофенилазо)-анилина, Найдены закономерности в формировании поверхностных микроструктур под действием Гауссова пучка, сфокусированного на плёнке синтезированного полимера. Продемонстрировано анизотропное формирование поверхностных микроструктур при линейной поляризации лазерного излучения. Изучена зависимость образования микроструктуры от плотности мощности пучка, а также экспериментально исследованы нелинейные оптические эффекты, возникающие в структуре азополимера под действием высокоинтенсивного лазерного луча. Описаны нелинейные эффекты, возникающие при образовании микроструктур при помощи пучков с линейной и эллиптичной поляризацией.
Бесплатно
Исследование характеристик оптических стекол при воздействии факторов космического пространства
Статья научная
В работе приводится описание оптико-электронного устройства ДЧ-ОПТИКА, разработанного авторами статьи и предназначенного для экспериментального исследования изменения оптических свойств стекла при воздействии на поверхность потоков высокоскоростных пылевых частиц микронных размеров. Устройство позволяет в автоматическом режиме измерять индикатрису рассеяния и коэффициент спектрального пропускания для каждой точки образца с шагом 0,5 мм. Особенностью разработанного устройства являются малые габариты и возможность работы в вакууме, что позволяет использовать его в камере ускорителя для моделирования факторов космического пространства. Приведены результаты эксперимента на ускорителе микрочастиц для стекла К-8 с использованием алюминиевой пудры ПАП-1 с характерным размером 1-3 мкм и скоростями 2-8 км/с. Устройство позволяет измерять изменение спектрального пропускания прозрачных материалов в области UV и RGB с точностью 0,005 %, что превосходит чувствительность некоторых известных спектрофотометров.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены варианты использования полупроводниковых оптических усилителей в системах волоконно-эфирной структуры. Получены теоретические оценки параметров работы оптического усилителя, модулятора и детектора, реализованных на базе полупроводникового оптического усилителя, а также оценки параметров этих устройств при использовании полупроводникового оптического усилителя в качестве единого многофункционального оптического устройства: усилитель-модулятор-детектор.
Бесплатно
Исследование электромагнитного поля в одномерных фотонных кристаллах с дефектами
Статья научная
Проведены расчеты с использованием метода трансфер матриц одномерных фотонных кристаллов с элементами беспорядка и наличием дефектов. Амплитуда сигнала электромагнитного поля внутри структуры при частоте дефектной моды выше, чем в случае с другими частотами. Если дефект расположен в центре кристалла, сохраняется вероятность усиления амплитуды сигнала, несмотря на наличие разупорядоченности по толщинам слоев. При увеличении числа слоев в кристалле поле на дефекте усиливается в несколько раз.
Бесплатно
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования температурных полей в конструкционной стали 40ХНМА при воздействии лазерных потоков, сформированных фокусаторами излучения. Для определения температуры в зоне лазерного воздействия использовался инфракрасный термометр «Кельвин». Воздействие на объекты полосовых движущихся энергетических источников предоставляет возможность обеспечить выравнивание значений максимальных температур в поперечных сечениях зоны термического влияния, а увеличение плотности мощности лазерного излучения по краям полосы компенсирует повышенный теплоотвод с периферийных участков
Бесплатно
Калибровка взаимного расположения стереокамеры и трёхмерного сканирующего лазерного дальномера
Статья научная
В работе описан метод, позволяющий решать задачу определения взаимного положения многолучевого лидара и стереокамеры. Метод не накладывает никаких ограничений на место, в котором должна проводиться калибровка. Калибровка осуществляется с использованием калибровочного щита, который представляет собой плоский прямоугольник со специальными маркерами. Для калибровки используются трёхмерные соответствия. Вначале осуществляется поиск трёхмерных координат угловых точек калибровочного щита в системах координат камер стереопары, а также в системе координат лидара. Далее с помощью оптимизационных методов осуществляется вычисление параметров калибровки. Проведена серия виртуальных и натурных экспериментов, результаты которых показывают, что предложенный метод позволяет осуществить калибровку с точностью, сравнимой с погрешностью сенсоров. Предлагаемый метод позволяет улучшить точность калибровки за счёт одновременного использования информации с двух камер стереопары и подходит для лидаров как с низкой, так и с высокой плотностью точек.
Бесплатно
Калибровка изображающего гиперспектрометра
Статья научная
Приводится описание точной калибровки гиперспектрометра на основе схемы Оффнера. Рассматривается влияние калибровки на точность регистрации спектральных распределений. Приводятся данные экспериментальных исследований в сравнении с результатами точных измерений спектральных распределений на высокоточном лабораторном спектрометре MS7504i.
Бесплатно
Калибровка оптической системы для трёхмерных измерений в гидродинамической трубе
Статья
Для проведения бесконтактных трёхмерных измерений в гидродинамических трубах фотограмметрическими методами требуется уточнение стандартной модели формирования изображения в съёмочной камере, учитывающее эффект преломления лучей на границах оптических сред, а именно, на границе воздух–стекло и стекло–рабочая жидкость. В статье представлены модель формирования изображения для случая съёмки в рабочем пространстве, включающем различные оптические среды, и методика калибровки оптической системы для проведения трёхмерных измерений координат объектов сцены с учётом имеющихся границ оптических сред. Приведены результаты экспериментальных исследований по калибровке системы трёхмерных измерений для случая съёмки объекта через две границы оптических сред.
Бесплатно
Статья научная
Для четырехволнового преобразователя излучения в двумерном многомодовом волноводе с тепловой нелинейностью при малом коэффициенте отражения проанализировано влияние пространственной структуры волн накачки на качество обращения волнового фронта. Показано, что полуширина модуля функции размытия точки четырехволнового преобразователя излучения по мере уменьшения радиуса Гауссовых волн накачки на гранях волновода уменьшается, наблюдается улучшение качества обращения волнового фронта. Для четырехволнового преобразователя излучения в двумерном волноводе с бесконечно проводящими поверхностями показано наличие точек «генерации», вблизи которых наблюдается резкое увеличение амплитуды объектной волны, вид которой полностью определяется одной из мод волновода.
Бесплатно
