Том 55 № 1 2019 (ЯНВАРЬ – ФЕВРАЛЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
1. Антонов А. И., Грейсух Г. И., Ежов Е. Г., Рыжова Е. А. Математический аппарат для расчёта микроструктуры гармонической киноформной линзы
Аннотация:
Представленный в данной работе математический аппарат, базирующийся на требовании сохранения таутохронности в каждом из порядков дифракции гармонической киноформной линзы, положен в основу методики расчёта её микроструктуры. Методика обеспечивает ограничение относительного продольного хроматизма линзы заданным уровнем. Она позволяет также получить исходные параметры, необходимые для лучевого расчёта и оптимизации оптической системы с гармонической киноформной линзой, осуществляемых с помощью известных коммерческих компьютерных программ оптического проектирования.
Страницы: 3-11
DOI: 10.15372/AUT20190101
2. Швец В. А., Азаров И. А., Рыхлицкий С. В., Торопов А. И. Эллипсометрический метод измерения температуры подложки при низкотемпературных процессах эпитаксии слоёв InSb
Аннотация:
Работа посвящена решению проблемы in situ термометрии низкотемпературных процессов молекулярно-лучевой эпитаксии антимонида индия. Предложен спектральный эллипсометрический метод измерения температуры эпитаксиальных слоёв InSb, основанный на температурной зависимости энергетического положения критических точек. Измерены спектры эллипсометрических параметров материала в температурном диапазоне 25–270 ◦C. Анализ спектров показывает, что наиболее чувствительными к температуре параметрами являются спектральные положения максимумов эллипсометрического параметра Ψ, которые проявляются вблизи критических точек E1 и E1 + ∆1. Установлено, что зависимости положений максимумов от температуры в указанном температурном интервале линейны с коэффициентами наклона соответственно 0,21 и 0,10 нм/◦C. Эти коэффициенты определяют чувствительность метода и позволяют в итоге обеспечить точность измерения температуры порядка 2–3 ◦C.
Страницы: 12-20
DOI: 10.15372/AUT20190102
3. Дубнищев Ю. Н., Арбузов В. А., Лукашов В. В., Шаров К. А., Леманов В. В. Исследование струйного горения водорода с помощью гильберт-диагностики
Аннотация:
Проведено исследование диффузионного горения струи водорода методами гильберт-оптики. Реализован диагностический комплекс на основе серийного прибора ИАБ–463М, в котором применяется специально разработанный модуль гильберт-фильтрации, сопряжённый с источником освещения. Выявлено влияние на динамическую структуру и эволюцию факела со стороны локальных турбулентных возмущений «puff» (порыв), возникающих в трубке, формирующей струю, что может быть использовано для управления пространственно-временной структурой факела.
Страницы: 21-25
DOI: 10.15372/AUT20190103
4. Твердохлеб П. Е., Щепеткин Ю. А., Штейнберг И. Ш. Исследование характеристик толстых дифракционных решёток методом лазерной гетеродинной томографии
Аннотация:
Представлена методика послойного исследования характеристик толстых амплитудно- фазовых решёток методом лазерной гетеродинной томографии. Получены оценки параметров толстой решётки, нелинейно записанной на аддитивно окрашенном кристалле фторида кальция (CaF2 : Na). Основные теоретические положения лазерной гетеродинной томографии подтверждены экспериментально.
Страницы: 26-34
DOI: 10.15372/AUT20190104
5. Шойдин С. А. Влияние нелинейности фотоотклика на дифракционную эффективность голограмм
Аннотация:
Рассмотрено влияние нелинейности фотоотклика голографического материала на достижимую дифракционную эффективность голограмм. Показано, что взаимодействие формфактора голограмм с нелинейностью фотоотклика приводит к увеличению дифракционной эффективности по сравнению с линейным фотооткликом. Даны численные расчёты для нелинейности фотоотклика, соответствующей фазовому голографическому материалу Реоксан.
Страницы: 35-39
DOI: 10.15372/AUT20190105
6. Горбенко Н. И., Ильин В. П., Фрумин Л. Л. Расчёт рассеяния света на брэгговской решётке рекурсией трансфер-матриц на неравномерной сетке
Аннотация:
Рассмотрена прямая задача рассеяния света для волоконно-оптической брэгговской решётки. Обсуждались постановка и решение задачи на основе метода трансфер-матриц. Предложен вариант метода, сводящийся к удобному для вычислений универсальному рекуррентному алгоритму, аналогичному алгоритму прогонки. В приближении связанных мод методом конечных объёмов рассчитаны элементы трансфер-матриц с третьим локальным порядком точности аппроксимации на неравномерной расчётной сетке по координате. Рекуррентным алгоритмом проведены численные расчёты прямой задачи рассеяния для случая брэгговской решётки с аподизацией и нелинейным чирпом. Численным моделированием подтверждено значительное повышение точности расчётов решения задачи рассеяния на неравномерной сетке.
Страницы: 40-50
DOI: 10.15372/AUT20190106
7. Векшин М. М., Яковенко Н. А. Преобразование поляризаиции путём конверсии мод TM0–TE1 в ионообменном стеклянном волноводе
Аннотация:
Проведено исследование модового состава четырёхслойного оптического волновода, состоящего из ионообменного канального волновода в стекле, покрытого высокопреломляющей наноразмерной диэлектрической плёнкой. Установлено, что вторая и третья моды волновода при варьировании геометрических размеров плёнки изменяют своё состояние поляризации: мода ТМ0 трансформируется в моду TE1, а мода TE1 становится модой ТМ0. На основе данных закономерностей предложена и экспериментально подтверждена новая методика построения волноводного преобразователя поляризаций.
Страницы: 51-55
DOI: 10.15372/AUT20190107
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
8. Паулиш А. Г., Новгородов Б. Н., Хрящев С. В., Кузнецов С. А. Терагерцовый визуализатор на основе ТГц—ИК-конвертера
Аннотация:
Предложена и исследована новая система ТГц-визуализатора для регистрации изображения в терагерцовом (ТГц) диапазоне с использованием конверсии ТГц-излучения в тепловое ИК-излучение. Конвертер ТГц—ИК состоит из ультратонкого резонансного ТГц-поглотителя (метапоглотителя), на обратную сторону которого нанесён эмиссионный слой с коэффициентом эмиссии, близким к единице. Поглощение ТГц-излучения приводит к нагреванию конвертера, которое регистрируется ИК-камерой со стороны эмиссионного слоя. Малая толщина конвертера (более чем в 50 раз меньше рабочей длины волны ТГц-излучения) определяет его малую теплоёмкость, что повышает чувствительность и быстродействие визуализатора. Оптимизация оптической схемы ТГц-визуализатора, изготовление разрезов в структуре конвертера для уменьшения блюминга и увеличения отклика, методика обработки ИК-изображения, повышающая отношение сигнал/шум, позволили обеспечить чувствительность ТГц-визуализатора на уровне чувствительности тепловых детекторов в ИК-диапазоне 8–12 мкм.
Страницы: 56-63
DOI: 10.15372/AUT20190108
9. Кирьянов А. В., Кирьянов В. П., Чуканов В. В. Алгоритмы интерполяции квадратурных сигналов для высокоразрешающих преобразователей линейных и угловых перемещений
Аннотация:
Анализируются возможности некоторых алгоритмов интерполяции квадратурных сигналов, используемых в настоящее время при создании интерфейсных блоков параллельного типа для преобразователей линейных и угловых перемещений с высоким разрешением.
Страницы: 64-71
DOI: 10.15372/AUT20190109
10. Клочко В. К. Обнаружение движущихся объектов пассивной сканирующей системой
Аннотация:
Решается задача обнаружения и оценивания пространственных координат движущихся объектов в пассивной сканирующей системе видения. Предлагаются алгебраический и алгоритмический подходы к определению пространственных координат и параметров движения объектов, различающиеся учётом скорости объектов при поиске сопряжённых векторов направлений на них. Разработанные на основе подходов алгоритмы показывают преимущество учёта параметров движения — повышение точности оценок координат и увеличение вероятности обнаружения всех объектов.
Страницы: 72-79
DOI: 10.15372/AUT20190110
11. Артюшенко В. М., Воловач В. И. Нелинейное оценивание параметров сигнала при воздействии узкополосных негауссовских помех
Аннотация:
Рассмотрена обработка информационных параметров сигнала в условиях безынерционного нелинейного преобразования входной смеси сигнала и узкополосных негауссовских помех. Проведён анализ нелинейной обработки параметров сигнала как в области малых, так и произвольных расстроек между измеряемыми параметрами сигнала и их оценками, а также при случайном отношении сигнал/помеха на входе измерителя. Получены два варианта оптимизации многоканального дискриминатора по критерию минимума обобщённой среднеквадратической ошибки и соответствующие им структурные схемы. Найден вектор оптимальных амплитудных характеристик блока нелинейного преобразования. Показано, что дискриминационная и флуктуационная характеристики дискриминатора задаются средним значением сигнала ошибки и его дисперсией.
Страницы: 80-88
DOI: 10.15372/AUT20190111
12. Катулев А. Н., Храмичев А. А. Интегральный оператор контрастирования границ двумерных изображений, формируемых оптико-электронным прибором
Аннотация:
Изложены математические основы интегрального оператора дифференцирования 2D-изображений для повышения их контраста. Изображения формируются оптико-электронным прибором по обнаруженным объектам в различных фоновых условиях. Доказано, что оператор подавляет высокочастотные составляющие изображения, порождённые аппликативным фоном и аддитивным шумом прибора. Установлено свойство универсальности оператора, из которого выводятся известные ключевые операторы дифференцирования: градиентный, Робертса, Лапласа. Приведены результаты контрастирования реальных изображений предложенным оператором.
Страницы: 89-97
DOI: 10.15372/AUT20190112
13. Булычев Ю. Г., Кондрашов А. Г., Раду П. Ю. Идентификация динамического объекта с использованием семейства экспериментальных опорных интегральных кривых
Аннотация:
На основе специально спланированного эксперимента, состоящего в получении необходимого семейства оценок опорных интегральных кривых (описываемых приближённо в заданной конечной системе базисных функций), решается задача активной идентификации динамического объекта, который соответствует априорно неизвестному дифференциальному уравнению. С учётом того что экспериментальные данные могут содержать флуктуационную и сингулярную помехи, развит метод оптимального несмещённого оценивания линейных числовых характеристик поведения объекта и приближённого аналитического решения (дифференциального уравнения), справедливого для заданного множества допустимости значений времени и начального условия. Дано обоснование базовых характеристик метода, приведены результаты вычислительного эксперимента.
Страницы: 98-110
DOI: 10.15372/AUT20190113
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
14. Лубков А. А., Попов Ю. А. Современные солнечные телескопы наземного базирования и требования к системам их автоматизации
Аннотация:
Систематизированы и обобщены сведения об особенностях, режимах работы и технических характеристиках наземных солнечных телескопов мирового уровня в целях получения данных, необходимых для разработки и создания автоматизированной системы управления Крупным солнечным телескопом, входящим в состав Национального гелиогеофизического комплекса РАН.
Страницы: 111-128
DOI: 10.15372/AUT20190114
