Влияние формы штриха решетки голограммы на качество спиральных пучков света
Автор: Кашапова Д.И., Прокопова Д.В., Котова С.П.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 2 т.29, 2026 года.
Бесплатный доступ
Обоснование. Спиральные пучки света представляют большой интерес для практических задач оптики и фотоники. В работе проводилось исследование эффективности и качества спиральных пучков света, сформированных голографическим методом. Цель. Исследовать влияние формы штриха дифракционной решетки голограмм на указанные параметры восстановленных спиральных пучков света. Методы. Численное моделирование спиральных пучков света и их экспериментальная реализация голографическим методом при помощи фазового жидкокристаллического пространственного модулятора света. Были оценены энергетическая эффективность и такие критерии качества, как среднеквадратическая ошибка, пиковое отношение сигнал – шум, коэффициент структурного подобия. Результаты. Экспериментально показано, что тип профиля штриха дифракционной решетки существенно влияет на качество формируемых спиральных пучков. Установлено, что пучки, восстановленные с помощью голограмм с пилообразным штрихом решетки, характеризуются более однородной структурой, а также более высокой энергетической эффективностью, чем голограммы с синусоидальным штрихом решетки. Количественный анализ подтвердил качественные наблюдения: для голограмм с пилообразным штрихом решетки значения математических критериев в среднем на 10–30 % лучше, а эффективность в 2 раза выше. Заключение. Выявлено, что пилообразный профиль штриха дифракционной решетки голограммы обеспечивает более высокую точность восстановления пучков и энергетическую эффективность по сравнению с синусоидальным профилем.
Спиральные пучки света, голограмма, голографический метод, пространственный модулятор света, среднеквадратическая ошибка, пиковое отношение сигнал – шум, коэффициент структурного подобия, синусоидальный профиль штриха решетки, пилообразный профиль штриха решетки
Короткий адрес: https://sciup.org/140315655
IDR: 140315655 | УДК: 535.42 | DOI: 10.18469/1810-3189.2026.29.2.7-14
The influence of the hologram grating line shape on the quality of spiral light beams
Background. Spiral light beams are of great interest for practical applications in optics and photonics. This study investigated the efficiency and quality of spiral light beams generated using a holographic method. Aim. To investigate the influence of the line shape of the diffraction grating of holograms on the specified parameters of the reconstructed spiral light beams. Methods. Numerical simulation of spiral light beams and their experimental implementation using a holographic method using a phase liquid crystal spatial light modulator. Energy efficiency and performance criteria such as mean-square error, peak signal-to-noise ratio, and structural similarity coefficient were evaluated. Results. It has been experimentally demonstrated that the type of diffraction grating line profile significantly affects the quality of the generated spiral beams. It was found that beams reconstructed using holograms with sawtooth grating lines are characterized by a more uniform structure and higher energy efficiency than holograms with sinusoidal grating lines. Quantitative analysis confirmed the qualitative observations: for holograms with sawtooth grating lines, the values of the mathematical criteria are, on average, 10–30 % better, and the efficiency is twice as high. Conclusion. It was found that the sawtooth profile of the diffraction grating line of the hologram provides higher beam reconstruction accuracy and energy efficiency compared to the sinusoidal profile.
