Дифракционная оптика, оптические технологии. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика

Публикации в рубрике (966): Дифракционная оптика, оптические технологии
все рубрики
Thermal entanglement in the three-qubit Tavis-Cummings model with Kerr nonlinearity

Thermal entanglement in the three-qubit Tavis-Cummings model with Kerr nonlinearity

Bagrov A.R., Bashkirov E.K.

Статья научная

We obtained a solution of the Liouville equation for a system of three identical qubits interacting without detuning with a thermal field of a cavity with a Kerr medium, for two type of initial pure genuine W-entangled qubits states. On its basis, three entanglement parameters: fidelity, tangle and pairwise negativities were calculated. We obtained that sudden death of entanglement takes place for large intensities of the cavity thermal noise for all considered W-states. We also showed that Kerr nonlinearity prevents the destruction of the initial qubits entanglement induced by the thermal noise of the cavity and eliminates the sudden death of entanglement.

Бесплатно

Аберрации второго порядка градиентной среды: методы расчета

Аберрации второго порядка градиентной среды: методы расчета

Ильинский Р.Е., Ровенская Т.С.

Статья

Бесплатно

Автодинная интерферометрия расстояния с помощью полупроводникового лазера при токовой модуляции длины волны излучения

Автодинная интерферометрия расстояния с помощью полупроводникового лазера при токовой модуляции длины волны излучения

Усанов Дмитрий Александрович, Скрипаль Анатолий Владимирович, Астахов Елисей Игоревич, Костюченко Ирина Сергеевна, Добдин Сергей Юрьевич

Статья научная

Показано расширение возможностей метода токовой модуляции длины волны лазерного излучения за счёт использования гармонической модуляции. Исследованы достоинства метода пилообразной модуляции, связанные с использованием в качестве информационного параметра частоты спектральной составляющей автодинного сигнала, а также достоинства метода гармонической модуляции, обусловленные возможностью определения расстояния по результатам измерения амплитуд спектральных составляющих автодинного сигнала. Сравнительный анализ методов измерения расстояния до объекта при существующих возможностях модуляции длины волны излучения полупроводникового лазера показал преимущества измерения расстояний до 30 см методом гармонической токовой модуляции лазерного диода, а на расстояниях более 50 см - методом пилообразной токовой модуляции.

Бесплатно

Автоматизация синтеза и ранжирование склеенного и расклеенного двухлинзовых объективов

Автоматизация синтеза и ранжирование склеенного и расклеенного двухлинзовых объективов

Нгуен Зуи Хынг, Бахолдин Алексей Валентинович

Статья научная

В работе представлен алгоритм синтеза склеенного и расклеенного двухлинзовых объективов. Представлено описание программы синтеза двухлинзовых объективов из материалов задаваемого пользователем каталога. Рассмотрена специфика автоматизации синтеза таких объективов. Предложен подход к ранжированию рассчитанных вариантов двухлинзовых систем по критерию предварительной оценки, определяемому через основные параметры в рамках теории аберраций третьего порядка. Разработанная программа поможет инженеру-оптику быстро рассчитать склеенные и расклеенные двухлинзовые объективы с требуемыми характеристиками.

Бесплатно

Автоматизированное устройство для оценки степени чистоты подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на ее поверхность

Автоматизированное устройство для оценки степени чистоты подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на ее поверхность

Бородин С.А., Волков А.В., Казанский Н.Л.

Статья научная

В статье рассмотрены методы оценки степени чистоты поверхности подложек, предназначенных для формирования микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Предложено автоматизированное устройство контроля степени чистоты поверхности по динамическому состоянию капли жидкости. Приведены результаты экспериментов по оценке поведения капли жидкости, полученные с помощью высокоскоростной видеокамеры.

Бесплатно

Автоматическая калибровка системы видеокамер и лидаров для автономных мобильных комплексов

Автоматическая калибровка системы видеокамер и лидаров для автономных мобильных комплексов

Блохинов Юрий Борисович, Андриенко Екатерина Эдуардовна, Казахмедов Кирилл Кахриманович, Вишняков Борис Ваисович

Статья научная

Автономная навигация беспилотных автомобилей является в настоящее время одной из наиболее интересных научных и технических задач, и это тем более справедливо, если движение осуществляется на пересеченной местности. Как правило, подобные комплексы оснащаются различными сенсорами, работающими одновременно, а для сбора и анализа данных различной природы разрабатывается сложное программное обеспечение. Для совместного использования данных от множества камер и лидаров необходимо обеспечить их взаимную привязку в единой системе координат. Эта задача решается в процессе калибровки системы . Общая идея заключается в том, чтобы поместить в поле зрения сенсоров объект специального вида, характерные точки которого могут детектироваться автоматически с разных точек съемки всеми сенсорами. Тогда вариативная съемка объекта позволяет создать необходимое число связующих точек для взаимной привязки сенсоров. В данной работе представлена технология автоматической калибровки системы съемочных камер и лидаров при помощи оригинального калибровочного объекта. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие достаточно высокую точность калибровки.

Бесплатно

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шредингера с некерровской нелинейностью

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шредингера с некерровской нелинейностью

Алименков Иван Васильевич

Статья научная

Показано, что нелинейное уравнение Шредингера с некерровской нелинейностью имеет решение в виде локализованного импульса, движущегося с постоянной скоростью без дисперсионного уширения. Данное решение найдено прямым методом, основанном на теории гамильтоновых систем, и содержит в себе, как частный случай, известное решение кубичного нелинейного уравнения Шредингера.

Бесплатно

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шрёдингера с нелинейностью типа кубик-квинтик

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шрёдингера с нелинейностью типа кубик-квинтик

Алименков Иван Васильевич

Статья научная

Для решения нелинейного уравнения Шрёдингера с нелинейностью типа кубик-квинтик применён прямой метод и получен явный вид решения в элементарных функциях в виде локализованного импульса, движущегося с постоянной скоростью без дисперсионного уширения. Данное решение содержит, как частный случай, известное решение с кубической нелинейностью.

Бесплатно

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шрёдингера с произвольной нелинейностью

Автомодуляция одномерных волн на основе нелинейного уравнения Шрёдингера с произвольной нелинейностью

Алименков Иван Васильевич

Статья научная

Найдено в квадратурах решение обобщённого нелинейного уравнения Шрёдингера с произвольной нелинейностью, характеризующейся некоторой функцией нелинейного отклика среды на внешнее гармоническое возмущение, зависящей от интенсивности волнового поля.

Бесплатно

Адаптивная оптика реального времени для коррекции лазерного излучения в условиях сильной турбулентности

Адаптивная оптика реального времени для коррекции лазерного излучения в условиях сильной турбулентности

Рукосуев А.Л., Никитин А.Н., Галактионов И.В., Шелдакова Ю.В., Кудряшов А.В.

Статья научная

Представлена комбинированная адаптивная оптическая система, предназначенная для коррекции волнового фронта светового излучения, искаженного воздействием сильной атмосферной турбулентности. Система состоит из стабилизатора положения пучка в пространстве и быстрой адаптивной оптической системы, работающей в режиме реального времени. Стабилизация положения пучка в пространстве осуществляется с помощью двух электронно управляемых по наклонам зеркал. Контур управления включает в себя два разнесенных в пространстве квадрантных датчика и программируемую логическую интегральную схему, которая осуществляет замыкание контура обратной связи. Адаптивное зеркало на основе биморфного пьезоэлемента, управляемое с помощью другой программируемой логической интегральной схемы, на основе информации, получаемой с датчика Шака–Гартмана, позволяет компенсировать аберрации волнового фронта вплоть до 23 полинома Цернике в реальном масштабе времени. Испытания системы проводились в условиях лабораторной турбулентности, созданной с помощью тепловентилятора. Ширина полосы возмущающего воздействия искусственной турбулентности в экспериментах не превышала 100 Гц, что соответствует среднестатистическому состоянию реальной атмосферы. Представлены результаты коррекции волнового фронта, искаженного воздействием искусственной турбулентности. Показано, что при использовании только биморфного корректора амплитуда наклонов волнового фронта возрастает. Это представляет определенную проблему, поскольку значительная часть энергии турбулентности приходится на наклоны волнового фронта. Для ее решения предлагается дополнительно использовать систему стабилизации положения светового пучка в пространстве.

Бесплатно

Адресные волоконные брэгговские структуры в квазираспределённых радиофотонных сенсорных системах

Адресные волоконные брэгговские структуры в квазираспределённых радиофотонных сенсорных системах

Морозов Олег Геннадьевич, Сахабутдинов Айрат Жавдатович

Статья научная

В статье предложена теория и техника адресных волоконных брэгговских структур и нового класса радиофотонных сенсорных систем на их основе, отличающаяся от существующих тем, что в волоконной брэгговской структуре формируется две сверхузкополосные частотные составляющие, разнесённые на уникальную разностную адресную частоту. Определение смещения центральных частот брэгговских структур осуществляется по результатам обработки сигнала биений адресных частот на фотоприёмнике, по параметрам которого судят о приложенных физических полях. Поставлена и решена задача однозначного определения сдвига центральных (брэгговских) частот адресных волоконных брэгговских структур с уникальными адресными частотами и одинаковой брэгговской частотой, объединённых в единую многосенсорную систему с приёмом мультиплексированного отклика на одном фотодетекторе.

Бесплатно

Активная атермализация двухдиапазонных ИК-вариообъективов

Активная атермализация двухдиапазонных ИК-вариообъективов

Грейсух Григорий Исаевич, Левин Илья Анатольевич, Казин Сергей Владимирович

Статья научная

Для простых по конструкции средне- и длинноволновых двухдиапазонных инфракрасных рефракционных и рефракционно-дифракционных тепловизионных вариообъективов показана возможность сохранения во всем интервале изменения фокусного расстояния высоких и практически неизменных оптических характеристик при перепаде температур от - 40 до +40°C. Атермализация для любого фокусного расстояния достигается перемещением вдоль оптической оси объектива одного двухлинзового компонента или одиночной линзы, не задействованных в процессе зуммирования, что позволило, в частности, компенсацию терморасфокусировки и фокусировку объектива на дистанцию до объекта съемки осуществлять с использованием одного и того же фокусировочного механизма и при этом сохранять габарит и герметичность оптической системы.

Бесплатно

Акустооптический стереоскопический спектрометр полного поля для восстановления объемной структуры объектов в произвольных спектральных интервалах

Акустооптический стереоскопический спектрометр полного поля для восстановления объемной структуры объектов в произвольных спектральных интервалах

Мачихин Александр Сергеевич, Батшев Владислав Игоревич, Пожар Витольд Эдуардович, Мазур Михаил Михайлович

Статья научная

Рассмотрена задача получения объемных изображений объектов в произвольных узких спектральных интервалах видимого диапазона. Для ее решения предложена схема двухканального акустооптического спектрометра, позволяющего регистрировать стереоскопические изображения, сформированные ортогонально поляризованными излучениями. Изготовлен макет спектрометра. Приведены примеры полученных стереоскопических изображений реального объекта и восстановленная по ним его объемная структура.

Бесплатно

Алгоритм восстановления комплексных коэффициентов мод Лагерра-Гаусса по распределению интенсивности при их когерентном сложении

Алгоритм восстановления комплексных коэффициентов мод Лагерра-Гаусса по распределению интенсивности при их когерентном сложении

Волотовский Сергей Геннадьевич, Карпеев Сергей Владимирович, Хонина Светлана Николаевна

Статья научная

В данной работе рассмотрена задача восстановления комплексных коэффициентов суперпозиции мод Лагерра-Гаусса по интенсивности поля в некоторой плоскости, перпендикулярной оси распространения на заданном расстоянии с использованием алгоритма Левенберга-Марквардта и Брента. Показана эффективность применения поэтапной оптимизации для восстановления комплексных коэффициентов суперпозиции не только на модельных, но и на экспериментальных распределениях интенсивности. Алгоритм можно использовать при оптической передаче информации через турбулентную атмосферу для обработки принимаемых распределений интенсивности оптического сигнала.

Бесплатно

Алгоритм неупорядоченного распространения терагерцового волнового фронта для восстановления фазы при плотной многоплоскостной регистрации данных

Алгоритм неупорядоченного распространения терагерцового волнового фронта для восстановления фазы при плотной многоплоскостной регистрации данных

Циплакова Е.Г., Чопард А., Балбекин Н.С., Смолянская О.А., Перро Ж.Б., Гийе Ж.П., Моне П., Петров Н.В.

Статья научная

Итерационные алгоритмы восстановления фазы из дифракционных распределений в терагерцовом (ТГц) диапазоне частот являются многообещающим подходом вычислительной визуализации, способным обеспечить высокое пространственное разрешение восстанавливаемых изображений. Одним из часто применяемых алгоритмов стал SBMIR (англ. Single Beam Multiple Intensity Reconstruction), где в качестве исходных данных используются множественные распределения интенсивности дифракционного объектного поля. По сравнению с одноплоскостными методами, многоплоскостной подход позволяет ускорить сходимость, однако требует времязатратной регистрации данных на различном удалении приемника от объекта. Ранее нами был предложен метод записи в режиме однократного сканирования, который позволяет быстро получить исчерпывающий набор дифракционных распределений ТГц-объектного поля. В настоящей работе представлена апробация одного из современных алгоритмов на основе SBMIR и техники стохастического распространения волнового фронта (R-SBMIR, от англ. randomly ordered propagations) на экспериментальных данных ТГц-диапазона, снятых при помощи метода однократного сканирования. В отличие от ряда классических алгоритмов, которые могут потребовать серии численных экспериментов для определения оптимальных распределений интенсивности из большого набора данных, неупорядоченное распространение оценочного волнового фронта гарантирует восстановление изображений с наилучшим контрастом и разрешением без предварительной настройки параметров. Показано, что комплексное внедрение техники однократного сканирования с последующей обработкой данных при помощи R-SBMIR имеет потенциал для автоматизации метода восстановления фазы в ТГц-диапазоне.

Бесплатно

Алгоритм расчёта ДОЭ для формирования заданной конфигурации световых ловушек

Алгоритм расчёта ДОЭ для формирования заданной конфигурации световых ловушек

Скиданов Роман Васильевич, Ганчевская София Владиславовна

Статья научная

Предложен алгоритм расчёта дифракционных оптических элементов (ДОЭ), формирующих вихревые пучки, с заранее заданным распределением минимумов и максимумов. Рассмотрено несколько модификаций этого алгоритма. Представлен расчёт некоторых конфигураций ловушек для захвата прозрачных и непрозрачных микрообъектов.

Бесплатно

Анализ аберраций роговицы человеческого глаза

Анализ аберраций роговицы человеческого глаза

Хорин Павел Алексеевич, Хонина Светлана Николаевна, Карсаков Алексей Владиславович, Бранчевский Сергей Львович

Статья научная

В данной работе проведен анализ аберраций роговицы человеческого глаза на основе данных, полученных в глазной клинике Бранчевского осенью 2016 года. Анализ выполнен на основе представления аберраций в виде суперпозиции функций Цернике. В результате анализа выделены базисные функции Цернике, наиболее характерные для некоторых патологий глаза.

Бесплатно

Анализ аберраций третьего порядка линзы Френеля

Анализ аберраций третьего порядка линзы Френеля

Романова Г.Э., Нгуен Н.Ш.

Статья научная

В работе представлены выражения для аберраций третьего порядка поверхности Френеля (коэффициенты Зейделя). Формулы получены в виде, позволяющем выполнять анализ аберраций аналитически, на этапе компоновки и предварительного расчета системы из поверхностей как классических, так и Френеля. В дополнение к пяти основным монохроматическим аберрациям Зейделя классических поверхностей и линейной коме, выделяемой для поверхностей типа Френеля, в данной работе описана ещё одна аберрация, называемая квадратичным астигматизмом. Несмотря на то, что полученные выражения являются приближением для области аберраций третьего порядка, то есть аберрации высшего порядка игнорируются, они обеспечивают достаточную точность на практике, что также показано в работе. Полученные выражения можно применять для анализа аберраций в схемах, использующих линзу Френеля, что позволяет определить области рационального использования элементов такого типа.

Бесплатно

Анализ влияния волновых аберраций на уменьшение размеров фокального пятна в высокоапертурных фокусирующих системах

Анализ влияния волновых аберраций на уменьшение размеров фокального пятна в высокоапертурных фокусирующих системах

Хонина Светлана Николаевна, Устинов Андрей Владимирович, Пелевина Екатерина Александровна

Статья научная

В работе показано, что введение пропускающих функций, соответствующих волновым аберрациям в виде функций Цернике, в высокоапертурных фокусирующих системах позволя-ет уменьшить поперечный размер фокального пятна ниже дифракционного предела. Причём для линейной поляризации, наиболее распространённой для современных лазеров, вдоль одного направления достигаются лучшие результаты, чем для радиальной поляризации, получение которой требует использования сложных или дорогостоящих устройств. Преодоление дифракционного предела происходит за счёт существенного уменьшения энергии в центральной части фокальной области. Однако существует возможность регистрации световых полей даже очень слабой интенсивности, что обеспечивает перспективность полученных результатов. Для линейной поляризации получено вытянутое фокальное пятно шириной по уровню полуспада интенсивности вдоль оси поляризации FWHM( ) = 0,24lambda, для радиальной поляризации получено круглое пятно диаметром по полуспаду интенсивности FWHM = 0,35lambda и для круговой поляризации FWHM = 0,35lambda. Для азимутальной поляризации наличие вихревой фазовой функции первого порядка позволяет получить в общей интенсивности круглое центральное световое пятно меньше дифракционного предела (FWHM = 0,46lambda) с низким уровнем интенсивности в боковых лепестках. Также рассмотрено уменьшение размеров не только светового пятна, но и теневой области, формируемой световым кольцом очень малого радиуса.

Бесплатно

Анализ возможностей ахроматизации оптических систем, состоящих из дифракционных элементов

Анализ возможностей ахроматизации оптических систем, состоящих из дифракционных элементов

Грейсух Григорий Исаевич, Ежов Евгений Григорьевич, Казин Сергей Владимирович, Степанов Сергей Алексеевич

Статья научная

Приведена методика получения функций распределения пространственной частоты структур дифракционных оптических элементов, обеспечивающих ахроматизацию фокусирующего объектива, состоящего из двух дифракционных элементов. В отличие от известных данная методика позволяет задавать величину минимального периода в структурах элементов и исследовать влияние этой величины на основные параметры объектива, что из-за технологических ограничений на минимальный период особенно важно в случае вакуумного ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Исследованы взаимозависимости основных параметров фокусирующего дифракционного объектива-ахромата в области мягкого рентгеновского излучения. Основные характеристики такого объектива сопоставлены с соответствующими характеристиками одиночной дифракционной линзы.

Бесплатно

Журнал