В работе представлена векторная дифракционная модель фокусировки гауссова лазерного пучка с длиной волны 800 нм параболическим металлическим зеркалом диаметром 15 мм и фокусным расстоянием 150 мм. Модель основана на строгом расчёте отражённого электромагнитного поля с использованием базисов s- и p-поляризаций, комплексных коэффициентов Френеля и поверхностного интеграла Кирхгофа–Рэлея. В качестве материала отражающего покрытия задан комплексный показатель преломления n=0.145+4.5i, соответствующий серебру в ближнем ИК-диапазоне. Входной пучок задан с радиусом перетяжки 3 мм в плоскости вершины зеркала. Расчёт поля в фокальной плоскости выполнен численно на сетке 300×300 точек в области ±30 мкм. В качестве критериев качества фокусировки использованы полная интенсивность, радиальное распределение интенсивности и полуширина фокального пятна по уровню половины максимума (Full Width at Half Maximum, далее FWHM). Получено фокальное пятно с FWHM ≈ 8,56 мкм, что согласуется с теоретической оценкой для дифракционно-ограниченной системы. Показано, что учёт векторного характера поля и диссипативных свойств металла позволяет корректно оценить поляризационные искажения и потери в реальных зеркальных фокусирующих системах.

Ключевые слова: векторная дифракционная модель, параболическое металлическое зеркало, гауссов лазерный пучок, коэффициенты Френеля, комплексный показатель преломления

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье рассмотрен вопрос получения объемных изображений объекта с помощью цифровой голографии. Существует несколько способов, основанных на методах голографической интерферометрии: метод смещенного источника, иммерсионный метод, метод двух длин волн, использование источника освещения малой когерентности. Каждый из рассмотренных методов имеет определенные преимущества и недостатки. В большинстве случаев требуется количественная информация о параметрах рельефа. Однако плохое качество топографических полос и проблема с определением знака при определении рельефа вызывают значительные сложности при определении объема. Возникающие проблемы могут быть устранены использованием простого метода определения объема по двум стереоизображениям, восстановленным из голограмм и последующего уточнения с использованием одного из методов получения голографических топографических карт. В данной работе показан способ определения объёмного изображения по двум стереоизображениям объекта, восстановленным из цифровых голограмм. 

Ключевые слова: получение голограмм и восстановление из них изображений, цифровая голография, пространственное разрешение голограмм, стереоизображения, восстановление объемных изображений

1.3.6 - Оптика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В данной работе фокус смещается на углубленное исследование влияния деформации изгиба на изменение показателя преломления сердечника оптического волокна. Разработанный модуль позволит анализировать тенденции изменения этого показателя, что предоставит более детальное понимание внутренних процессов, происходящих в волокне под воздействием деформации.

Ключевые слова: математическое моделирование, оптическое волокно, деформация изгиба, моделирование поведения деформированного волокна, программное средство

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика

Рассматривается метод регистрации голограмм с помощью современных цифровых камер. Для регистрации голограмм, полученных в оптических установках с наклонным опорным пучком, требуется высокое разрешение систем регистрации. Для этого необходимо использовать фотографические среды с разрешением 2000-4000 линий на мм. Использование фотопластинок требует достаточно большого времени на экспозицию и проявку (10-20 минут). В случае систем голографической интерферометрии необходимо предусмотреть установку голограммы обратно в оптическую установку с достаточно большой точностью. В последнее время появились сенсоры с размером одного элемента 0,86 мкм и числом элементов 60 Мп. Такое разрешение позволяет вернуться к схемам регистрации с углами между интерферирующими пучками 15-30 градусов. Восстановление изображения из голограммы осуществляется на компьютере. Это значительно снижает требования к используемым аппаратным ресурсам и расширяет возможности голографии. В статье показана возможность получения цветных изображений при использовании лазеров с разными длинами волн.

Ключевые слова: цифровая голография, фото матрицы с высоким пространственным разрешением, голография с наклонным опорным пучком, преобразование Фурье

1.3.6 - Оптика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье представлена разработка программного средства для моделирования влияния физических процессов, происходящих в одномодовом оптическом волокне в результате воздействия на него деформации изгиба. Приведены классическая и уточненная модели деформации. Указаны специфики реализуемой программы, полученные в ходе вычислительного эксперимента.

Ключевые слова: математическое моделирование, оптическое волокно, деформация изгиба, моделирование поведения деформированного волокна, вычислительный эксперимент, программное средство

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика

В работе рассмотрена модель мультиапертурного датчика волнового фронта для системы активного управления лазерным пучком. Предложена стратегия восстановления фазы, на основе итерационного алгоритма обработки оптических изображений Гершберга–Сэкстона. Проведено экспериментальное исследование по восстановлению фазовой информации с помощью указанного метода. Для этого была разработана модель семиканальной лазерной системы с различным фазовым сдвигом.

Ключевые слова: мультиапертурные лазерные системы, датчик волнового фронта, алгоритм Гершберга–Сэкстона, физическое моделирование, восстановление изображений

1.3.6 - Оптика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Рассматривается метод регистрации голограмм с помощью цифровых камер с высоким пространственным разрешением. Для регистрации голограмм, полученных в оптических установках с наклонным опорным пучком, требуется высокое разрешение систем регистрации. Для этого необходимо использовать среды с разрешением 2000-4000 линий на мм. Использование фотопластинок требует достаточно большого времени на экспозицию и проявку, которая обычно делается отдельно от оптической установки. В случае систем голографической интерферометрии необходимо предусмотреть установку голограммы обратно в оптическую установку с достаточно большой точностью. Поэтому для регистрации голограмм на фотоматрицах, имеющих ограниченное разрешение, были разработаны методы цифровой голографии. Эти методы основаны на использовании оптических схемах при малых углах (менее 5 градусов) между интерферирующими пучками. В последнее время появились сенсоры с размером одного элемента 1,33 мкм и 0,56 мкм. Такое разрешение позволяет вернуться к схемам регистрации с углами между интерферирующими пучками 30-60 градусов. Это позволяет надеется на возрождение методов голографии и методов голографической интерферометрии на современном уровне без использования промежуточных сред для регистрации.

Ключевые слова: голография, голографическая интерферометрия, фотоматрицы с высоким пространственным разрешением, голография наклонным опорным пучком, цифровая голография, преобразование Фурье

1.3.6 - Оптика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье представлена и обоснована структура оригинальной комбинированной патоспецифической измерительной установки для диагностики глаукомы, которая позволит проводить комплексный анализ гидро- и гемодинамики глаза и этим повысит качество диагностики глаукомы. На основании этой структуры в работе был дан развернутый метрологический анализ данной установки как средства биомедицинских измерений. Приведены краткие выводы по работе и определены перспективы дальнейшего развития проекта.

Ключевые слова: комбинированная патоспецифическая измерительная установка, тонометрия, реография, сфигмография

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика

Создание современной многоэлементной оптической техники с требуемыми пространственно-частотными характеристиками требует применения оптических слоев с заданными параметрами. Только при применении многослойных покрытий можно достичь минимальных потерь на пропускание объективов и реализовать их антибликовую защиту, или получить высокие значения коэффициента отражения в зеркалах кольцевых резонаторов. Проверить готовность к производству такой оптики можно, например, посредством реализации контроля толщины как для прозрачных, так и для непрозрачных слоев, которая должна находится в пределах допустимых отклонений от ожидаемого заданного значения. В данной статье приводится теоретическое обоснование интерференционного метода контроля толщины слоя, а также предлагаются оригинальные схемно-технические решения на его основе, позволяющие получить оценку искомой толщины.

Ключевые слова: оптические покрытия, поляризация, измерение толщины, подложка, пластина Савара

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.6 - Оптика