2025

Том 61 № 1 2025 (ЯНВАРЬ – ФЕВРАЛЬ)

СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА

ФОТОНИКА: МЕТОДЫ, КОМПОНЕНТЫ, СИСТЕМЫ

 

1. Абрамов А. С., Золотовский И. О., Лапин В. А., Моисеев С. Г., Санников Д. Г.  Генерация оптических импульсов из фазово-модулированной волны, усиленной в цилиндрическом волноводе бегущей волной пространственного заряда

Аннотация:
Рассмотрена динамика взаимодействия электромагнитного излучения ближнего инфракрасного диапазона с волной пространственного заряда (ВПЗ), распространяющейся в объёме полупроводникового цилиндрического волновода на основе n-GaAs. Продемонстрирована возможность фазовой модуляции замедляемой электромагнитной волны типа моды «шепчущей галереи» с глубиной от 10 до 30 рад. Показано, что при дальнейшем распространении в оптическом волноводе модулированное по фазе излучение распадается на последовательность ультракоротких импульсов, частота следования которых совпадает с частотой ВПЗ, реализуемой в волноводе. Обнаружено, что пиковая мощность сформированных импульсов превосходит среднюю мощность вводимого в волновод излучения приблизительно на три порядка и может достигать значений 20–50 Вт. Оптимальная длина, на которой происходит формирование оптических импульсов за пределами волновода, существенно зависит от амплитуды и частоты модуляции концентрации свободных носителей заряда, связанной с распространяющейся ВПЗ.

Страницы: 3-15
DOI: 10.15372/AUT20250101

2. Андрианов А. В., Сальников Н. И., Анашкина Е. А., Дорофеев В. В., Моторин С. Е., Шарафеев А. Р., Тимофеев О. В., Литвак А. Г.  Нелинейное оптическое переключение ультракоротких импульсов в двухсердцевинном теллуритном световоде

Аннотация:
Изготовлено двухсердцевинное волокно на основе теллуритного стекла с взаимодействующими одномодовыми сердцевинами, в котором исследовано линейное и нелинейное распространение ультракоротких импульсов. В изготовленном волокне экспериментально продемонстрирован эффект нелинейно-оптического переключения ультракоротких импульсов на длине волны 1,56 мкм, который проявлялся в виде перераспределения энергии между сердцевинами на выходе волокна при увеличении энергии входного импульса, введённого в одну из сердцевин волокна. Эффект наблюдался при относительно невысоких энергиях импульсов менее 2 нДж, что представляет интерес для создания насыщающихся поглотителей для волоконных лазеров с синхронизацией мод.

Страницы: 16-23

DOI: 10.15372/AUT20250102

3. Горбунов О. А., Ватник И. Д., Чуркин Д. В.  Влияние эффектов фазовой кросс-модуляции на режим узкополосной генерации случайного волоконного лазера

Аннотация:
Обсуждается роль взаимодействия волн накачки и генерации в волоконном лазере со случайно распределённой обратной связью за счёт слабого рэлеевского обратного рассеяния, работающем в режиме узкополосной генерации, которая наблюдается при небольшом превышении мощности накачки над пороговой. Спектр в этом случае состоит из узких (менее 1 МГц) мод, имеющих типичное время жизни 1 мс. Ранее было продемонстрировано, что за процесс декомпозиции мод могут отвечать как внешние шумы (термические или акустические), так и нелинейный процесс четырёхволнового взаимодействия между модами генерации. Построена модель нелинейного взаимодействия волны накачки со сверхузкой модой генерации и показано, что фазовая кросс-модуляция между ними может привести к разрушению моды, если разбегание волн происходит достаточно медленно. Отсюда следует, что режим узкополосной генерации зависит от дисперсии волокна, поскольку последняя определяет соответствующую длину разбегания. Сравнение с экспериментом подтверждает этот вывод: в случайных лазерах на основе волокон с низкой дисперсией не наблюдается узкополосной генерации, в то время как для волокон с большим коэффициентом дисперсии она существует.

Страницы: 24-31
DOI: 10.15372/AUT20250103

4. Итрин П. А., Рибенек В. А., Шаман Ю. П., Сыса А. В., Коробко Д. А., Васин С. В., Фотиади А. А.  Насыщающийся поглотитель на основе волоконного ответвителя с покрытием из углеродных нанотрубок

Аннотация:
Предложен новый тип элемента, обеспечивающего синхронизацию мод в волоконном лазерном источнике ультракоротких импульсов. Этот элемент представляет собой пару связанных микроволоконных тейперов, покрытых слоем углеродных нанотрубок, и объединяет в себе функции насыщающегося поглотителя и выходного ответвителя. Предлагаемый вариант изготовления насыщающегося поглотителя отличается технологической простотой и может применяться практически в любой оптической лаборатории. На основе полученного образца поглотителя-ответвителя и активных волокон, легированных эрбием, изготовлен кольцевой волоконный лазер, в котором экспериментально продемонстрирована синхронизация мод с генерацией пикосекундных солитонных импульсов.

Страницы: 32-40
DOI: 10.15372/AUT20250104

5. Проскурина К. В., Скворцов М. И., Голиков Е. В., Абдуллина С. Р., Достовалов А. В., Егорова О. Н., Семёнов С. Л., Бабин С. А. Применение двухсердцевинного световода со связью между сердцевинами для реализации узкополосного эрбиевого лазера

Аннотация:
Представлен эрбиевый лазер в конфигурации с полуоткрытым резонатором, состоящим из узкополосной волоконной брэгговской решётки и случайной распределённой обратной связи в искусственном рэлеевском отражателе. Для дополнительной спектральной фильтрации использовался отрезок десятиметрового двухсердцевинного волоконного световода, намотанного на катушку диаметром 9 см. Достигнут одночастотный режим генерации с максимальной выходной мощностью 4,4 мВт, при этом ширина линии генерации составила 2 кГц.

Страницы: 41-47
DOI: 10.15372/AUT20250105

6. Терентьев В. С., Симонов В. А. Метод селекции радиальных мод в оптическом волокне с помощью тонкой поглощающей оболочки

Аннотация:
Предложен новый метод селекции поперечных мод оптического цилиндрического волокна с помощью тонкой поглощающей оболочки. Результаты расчётов в среде COMSOL ® Multiphysics демонстрируют возможность селекции моды HE12 по потерям в многомодовом волокне на длине волны 1550 нм, при этом тонкая поглощающая оболочка (с толщиной 2,5–10 нм) располагается в окрестности минимумов компонентов полей |Er,ϕ|. Радиус оболочки оптимизируется по минимуму величины погонных потерь α для данной моды, которые составляют сравнительно малую величину от –0,02 до –0,06 дБ/см в зависимости от параметров оболочки, при этом для остальных мод эта величина в десятки раз больше. Для аналитического описания приведена оценочная формула погонных потерь. Проведены поиски оптимальных радиусов поглощающей оболочки с точки зрения минимизации потерь селектируемой моды для различных коэффициентов поглощения и толщин оболочки. Показана слабая спектральная зависимость коэффициента погонных потерь для заданной толщины оболочки и коэффициента поглощения.

Страницы: 48-56
DOI: 10.15372/AUT20250106

7. Третьяков Д. Б., Коляко А. В., Плешков А. С., Рябцев И. И., Неизвестный И. Г.  Одновременная генерация двух квантовых ключей при передаче одиночных фотонов с длинами волн 780 и 850 нм по одному атмосферному квантовому каналу

Аннотация:
Предложен и реализован экспериментально метод увеличения скорости генерации квантового ключа в атмосферных квантово-криптографических линиях связи за счёт одновременной передачи одиночных фотонов с длинами волн 780 и 850 нм по одному квантовому каналу. Созданная нами лабораторная система продемонстрировала примерно двукратное увеличение скорости генерации так называемого «просеянного» квантового ключа при использовании двух установок, работающих на длинах волн 780 и 850 нм и передающих фотоны по одному квантовому каналу длиной 23 см. Скорость генерации просеянного квантового ключа и уровень ошибочных битов для длины волны 780 нм составили 11502 ± 290 бит/с и 2,4 ± 0,4 %, а для длины волны 850 нм — 10627 ± 290 бит/с и 3,9 ± 0,5 %.

Страницы: 57-66
DOI: 10.15372/AUT20250107

 ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

8. Анашкина Е. А., Андрианов А. В.  Спонтанное нарушение симметрии в стеклянных микросферах с кубичной нелинейностью и рэлеевским рассеянием

Аннотация:
Экспериментально и теоретически исследовано спонтанное нарушение симметрии в стеклянных диэлектрических микросферах с керровской нелинейностью с учётом линейного рэлеевского рассеяния между встречными волнами при двунаправленной симметричной оптической накачке. Показано, что чем больше коэффициент рэлеевского рассеяния, тем выше пороговая мощность, необходимая для наблюдения эффекта. Увеличение рэлеевского коэффициента связи между противоположно распространяющимися волнами приводит к сужению области отстройки частоты накачки от частоты точного резонанса, в которой реализуется спонтанное нарушение симметрии, и уменьшению асимметрии состояний света.

Страницы: 67-73
DOI: 10.15372/AUT20250108

9. Бессмельцев В. П., Баев С. Г., Голошевский Н. В., Лукьянов А. В., Жумадилов М. Д. Исследование методов лазерной наноструктурной модификации поверхности образцов из инструментальных сталей, предварительно подвергнутых термической обработке

Аннотация:
Рассмотрен метод наноструктурной модификации поверхности металлических образцов, предварительно подвергнутых термической обработке, с помощью фемтосекундного лазерного излучения. Приведены результаты экспериментов по исследованию процесса и определению технологических режимов микрообработки образцов — поверхностного упрочнения и лазерного шлифования. Показаны увеличение поверхностной микротвёрдости для закалённых заготовок из инструментальных сталей и последующее уменьшение шероховатости без потери твёрдости.

Страницы: 74-79
DOI: 10.15372/AUT20250109

10. Новоселов А. Р., Михайлов Н. Н., Менщиков Р. В., Алдохин П. А., Маточкин А. Е.  Влияние тонких слоёв CdTe и ZnTe на форму подложек GaAs

Аннотация:
Выяснено влияние на форму приборных пластин (ПП) GaAs формирования тонких слоёв CdTe и ZnTe. При формировании тонких буферных слоёв ZnTe (толщиной 20–300 нм) и CdTe (5–7 мкм) на ПП GaAs (толщиной ∼420 мкм) их изгиб увеличивался более чем на 1 мкм. Найдено технологическое решение уменьшения изгиба приборных пластин GaAs более чем на 1 мкм после формирования тонких слоёв (CdTe и ZnTe), после технологического отжига при температуре 600 °C в высоком вакууме осуществляется медленное остывание образца (со скоростью 0,5 град/мин) в течение 11 ч.

Страницы: 80-86
DOI: 10.15372/AUT20250110

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ

11. Лапко А. В., Лапко В. А., Шаруева А. В. Непараметрический алгоритм распознавания образов в задачах анализа данных дистанционного зондирования антропогенных территорий

Аннотация:
Приводятся результаты применения новой методики проверки гипотезы о независимости случайных величин при анализе данных дистанционного зондирования антропогенных территорий. Основу методики составляет непараметрический алгоритм распознавания образов, соответствующий критерию максимального правдоподобия. Определены линейные и нелинейные зависимости между спектральными признаками, которые характеризуют антропогенные территории. Рассматриваются результаты распознавания типов антропогенных территорий по спектральным данным дистанционного зондирования.

Страницы: 87-97
DOI: 10.15372/AUT20250111

12. Макеев А. А., Щербачёв В. А.  Обнаружение импульсного ЛЧМ-сигнала

Аннотация:
Предложен алгоритм обнаружения единичного импульса с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в условиях приёма при низких отношениях сигнал/шум. Предcтавленный метод обнаружения основан на характерных свойствах ЛЧМ-сигнала, отличающих его от шумов и помеховых сигналов, что позволяет решать задачу обнаружения даже при значительной априорной неопределённости о параметрах полезного сигнала.

Страницы: 98-106
DOI: 10.15372/AUT20250112

13. Злобина А. Г., Журбин И. В., Шаура А. С., Рублёва Е. А.  Алгоритм статистического анализа данных тепловизионной съёмки для оценки структуры культурного слоя археологических памятников

Аннотация:
Применение тепловизионной съёмки для реконструкции объектов исторического наследия ограничено влиянием современной распашки и отсутствием археологических объектов с контрастными термическими свойствами. Отличительная особенность предложенного алгоритма статистического анализа состоит в использовании текстурных признаков Харалика на этапе извлечения признаков. Последующая сегментация изображения позволяет выявить участки культурного слоя различной мощности как площадные ландшафтные объекты. Интерпретация их свойств основывается на эталонных данных междисциплинарных исследований — раскопок, геофизики, почвенных бурений. Оценка тенденций взаимного расположения сегментов разных классов и соотношение их площадей позволяет выдвинуть гипотезу о границах археологического памятника.
Анализ структуры сегментированного тепловизионного изображения на участке средневекового Кушманского III селища (Удмуртия) показал принципиальные отличия в распределении гумусированного слоя грунта на поселении и прилегающей территории, не подвергавшейся антропогенному воздействию. Предложенный алгоритм может рассматриваться как эффективный инструмент изучения объектов исторического наследия.

Страницы: 107-117
DOI: 10.15372/AUT20250113

14. Кирьянов В. П., Кирьянов А. В.  Проблемы калибровки угловых датчиков встраиваемого типа

Аннотация:
Представлены результаты тестирования эффективности использования одновременно двух измерительных процедур: самокалибровки и автокомпенсации, применяемых в лазерных генераторах изображений с круговым сканированием для снижения погрешности синтеза структур. Выявлено, что при использовании подобной стратегии возникает целесообразность ограничения сложности аппаратной реализации процедуры самокалибровки из-за действия неучитываемых источников искажений. Для снижения этого возникающего предела предложено в указанных установках применять конфигурацию оптико-механической системы, аналогичную той, что используется при калибровке встроенных в них угловых датчиков. Кроме того, также необходимо непрерывно отслеживать и учитывать проявления искажающих факторов, вклады которых нестабильны во времени.

Страницы: 118-128
DOI: 10.15372/AUT20250114

Том 61 № 2 2025 (МАРТ – АПРЕЛЬ)

СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА

УПРАВЛЯЮЩИЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

 

1. Бычков И. В., Феоктистов А. Г., Боднюк М. Е., Карамов Д. Н. Система мониторинга физической модели микросети

Аннотация:
Применение микросетей является актуальным направлением развития энергетики как в России, так и за рубежом. При этом возникают проблемы выбора оптимальной структуры и параметров функционирования таких сетей. Проведение натурных экспериментов с реальным энергетическим комплексом обуславливает определённые риски, связанные с большими временны́ми и финансовыми затратами, а также надёжностью и безопасностью работы его оборудования. Поэтому, как правило, проводятся исследования на математической или физической моделях микросети. Физическая модель позволяет решить ряд важных задач, в числе которых анализ структуры сети, изучение её ключевых свойств (живучести, надёжности, регулирования спроса и предложения энергоресурсов, использования возобновляемых источников энергии и др.) и определение оптимальных режимов работы. Рассматривается система мониторинга физической модели микросети — имитационного стенда, моделирующего сеть с высокой долей возобновляемых источников электроэнергии.

Страницы: 5-12
DOI: 10.15372/AUT20250201

2. Мамонов В. Н., Миськив Н. Б., Назаров А. Д., Серов А. Ф., Терехов В. И. Оценка размеров вихревых структур в кольцевом потоке системы Куэтта — Тейлора с помощью амплитудно-частотных спектров пульсаций давления

Аннотация:
Предложен метод и технические средства, позволяющие проводить оценку размеров вихревых структур, генерируемых в кольцевом пространстве системы Куэтта — Тейлора. Оценка размеров данных структур проводилась на основе анализа измеренных амплитудно- частотных спектров пульсаций радиальной составляющей динамического давления. Предложена простая модель генерации вихрей в кольцевом течении Куэтта — Тейлора под воздействием вращающейся поверхности внутреннего цилиндра. На базе этой модели и при использовании измеренных амплитудно-частотных спектров пульсационной составляющей радиального давления проведена оценка размеров генерируемых вихрей в кольцевом течении Куэтта — Тейлора. Показано, что в потоке присутствуют три типа вихрей: c диаметром, заметно меньшим ширины кольцевого зазора, диаметром, сопоставимым с шириной кольцевого зазора, и диаметром, заметно превышающим ширину кольцевого зазора системы, что приводит к их деформации (сплющиванию).

Страницы: 13-20
DOI: 10.15372/AUT20250202

3. Абдуракипов С. С., Бутаков Е. Б. Исследование возникновения дросса на линии горячего цинкования с использованием машинного обучения

Аннотация:
Представлена модель машинного обучения на основе градиентного бустинга, разработанная для прогнозирования возникновения дефектов (дроссов) на оцинкованных стальных листах, применяемых в автомобильной промышленности. Проведён анализ влияния технологических параметров на возникновение дефектов, что позволило определить ключевые факторы, влияющие на качество покрытия: скорость прокатки, удлинение и усилие в дрессировочной клети, толщина цинка сверху, температура цинкования и температура в носке печи. Разработан цифровой помощник для оценки рулонов в режиме реального времени, обеспечивающий симуляцию процесса принятия решений и помогающий оперативно управлять технологическим процессом.

Страницы: 21-30
DOI: 10.15372/AUT20250203

4. Скляров А. Н., Веригин С. А., Ракшун Я. В. Модификация программного пакета Sardana для нужд системы окружения образца экспериментальной станции 1-1 «Микрофокус» ЦКП «СКИФ»

Аннотация:
Приведены модификации программного пакета Sardana для автоматизации экспериментальных станций синхротронного излучения, созданные для достижения номинальной точности работы позиционеров и меньших временны́х затрат при минимальном контроле со стороны оператора, а также для выполнения типовых экспериментов и гибкой конфигурации эксперимента. Данные модификации применены в автоматизированной системе управления системой окружения образца экспериментальной станции 1-1 «Микрофокус».

Страницы: 31-38
DOI: 10.15372/AUT20250204

5. Антипина Е. В., Мустафина С. А., Антипин А. Ф. Поиск приближённого решения нелинейной задачи оптимального быстродействия на основе эволюционных вычислений

Аннотация:
Рассматривается задача оптимального быстродействия для процесса, описываемого системой нелинейных дифференциальных уравнений. Для определения приближённого решения задачи предложено применить эволюционный метод искусственных иммунных систем, преимуществом которого является отсутствие чувствительности к выбору начального приближения. Для поиска численного решения задачи оптимального быстродействия сформулирован пошаговый алгоритм, работа которого апробирована на модельных задачах. Для каждой задачи получено субоптимальное по быстродействию управление и определены параметры алгоритма, при которых решение рассчитано с наименьшими вычислительными затратами. Продемонстрирована эффективность применения разработанного алгоритма путём сравнения результатов численных расчётов с результатами применения метода неподвижных точек и метода искусственных иммунных систем.

Страницы: 39-49
DOI: 10.15372/AUT20250205

6. Мизюканова А. А., Чикильдин Г. П. Определение зависимости частотных свойств от параметров функции, используемой в методе наименьших квадратов параметрической идентификации

Аннотация:
Рассматривается задача параметрической идентификации линейного динамического объекта с одним входом и выходом в условиях неполной априорной информации на основе метода наименьших квадратов. На этапе формирования системы уравнений относительно неизвестных параметров используется формирующая функция специального вида, позволяющая заменить операции численного дифференцирования измеренных сигналов входа и выхода идентифицируемого объекта операцией интегрирования по частям. Получены в аналитическом виде зависимости частотных свойств формирующей функции и её производных от корректирующих параметров данной функции. Приводятся результаты, иллюстрирующие практически полное совпадение частот, полученных экспериментально и по аналитическим соотношениям.

Страницы: 50-55
DOI: 10.15372/AUT20250206

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

7. Подивилов Е. В., Маснев Н. Г., Стурман Б. И. Кинетика обращения поляризации при проводящих доменных стенках. Приложение к кристаллам ниобата лития

Аннотация:
Промоделировано обращение спонтанной поляризации в сегнетоэлектрике с учётом проводимости доменных стенок. Конденсаторная геометрия рассмотрена применительно к ниобату лития. Показано, что полевая зависимость скорости нуклеации доменов подчиняется закону exp (–En/E), где E — приложенное поле, а En ≈ 102 кВ/мм — характеристическое поле, контролирующее процесс зародышеобразования. Для критических доменов продольный размер l∗c значительно превосходит поперечный 2l∗a ≈ 1 нм. Кинетическая модель включает в себя не только случайный процесс нуклеации, но и последующие элементарные события бокового роста которые подчиняются закону Мерца exp (–El/E) с характеристическим полем El = En/3√3, определяемым симметрией кристалла. Численные расчёты показывают чёткие стадии нуклеации доменов, их бокового роста и коалесценции. В согласии с экспериментом время переключения поляризации подчиняется закону exp (E∗/E) с E∗ = (En + 2El)/3, причём петли гистерезиса показывают обычное поведение с коэрцитивным полем Ec = (3−5) кВ/мм, слабо зависящим от периода приложенного поля.

Страницы: 56-67
DOI: 10.15372/AUT20250207

8. Маслов Н. А. Коррекция ошибок в матрицах возбуждения-эмиссии с помощью метода главных компонент

Аннотация:
Флуоресцентная спектроскопия, использующая сканирование длин волн возбуждения, представляет собой мощный химический, биологический и медицинский диагностический инструмент, позволяющий охарактеризовать распределение флуорофоров в образцах различной природы. Однако, когда флуорофоры изначально неизвестны, интерпретация больших наборов спектров флуоресценции, зависящих от длины волны возбуждения, значительно затрудняется, особенно если в измеренных матрицах возбуждения-эмиссии присутствуют потери данных вследствие случайных причин или систематических факторов. Предлагается использование метода главных компонент для восстановления повреждённых участков спектра, который, благодаря независимости спектров флуоресценции отдельных флуорофоров от длины волны возбуждающего излучения, позволяет делать это без потери данных.

Страницы: 68-75
DOI: 10.15372/AUT20250208

9. Манцурова С. В., Шварц Н. Л. Влияние ориентации подложки и размера капли катализатора на направление роста кремниевых нанопроволок

Аннотация:
Работа посвящена моделированию роста кремниевых нанопроволок методом Монте-Карло по механизму пар — жидкость — кристалл с использованием золотых капель в качестве катализатора. Рассмотрен рост наклонных нанопроволок на поверхностях Si с ориентациями (111), (011) и (100). Выяснено, что размер золотых капель влияет на ориентацию и морфологию кремниевых нанопроволок. Продемонстрирован рост наклонных нанопроволок с применением капель малого размера в направлениях ⟨011⟩ и ⟨211⟩. С увеличением размера капель наиболее вероятным направлением роста нанопроволок становится ⟨111⟩. Представлены диаграммы, демонстрирующие вероятность направления роста нанопроволок на поверхностях Si разной ориентации от размера капли Au. Проанализирована кинетика нестабильного роста кремниевых нанопроволок, катализируемых каплями малого размера.

Страницы: 76-83
DOI: 10.15372/AUT20250209

10. Варданян В. А. Метод моделирования передачи M-QAM-сигналов по волоконно-оптическому тракту по технологии оптического мультиплексирования OFDM

Аннотация:
Разработан метод моделирования передачи канальных сигналов формата модуляции M-QAM по технологии СО-OFDM по волоконно-оптическому тракту, функционирующему в нелинейном режиме. С помощью полученных нормированных аналитических выражений моделируются искажения сигналов на приёмной стороне при заданных параметрах системы передачи, и на основе статистического анализа параметров сигнала и шума рассчитывается показатель качества сигнала (Q-фактор). Модель позволяет наглядно представить искажение сигнала в созвездии сигнальных точек в IQ-диаграмме при заданных параметрах системы передачи. Приводится пример моделирования системы передачи OFDM-сигнала с суммарной скоростью 4 Тбит/c по стандартному одномодовому оптическому волокну на 80, 160 и 240 км; для достижения максимального показателя качества сигналов на таких расстояниях передачи найдены оптимальные уровни оптической мощности сигнала +5,5, +4 и +2,5 дБм.

Страницы: 84-97
DOI: 10.15372/AUT20250210

ФОТОНИКА: МЕТОДЫ, КОМПОНЕНТЫ, СИСТЕМЫ

11. Пальчикова И. Г., Смирнов Е. С. Анализ построения изображений оптическими системами, содержащими аксиконы, в рамках теории линейных систем

Аннотация:
Оценка качества изображения имеет решающее значение при создании оптических систем с увеличенной глубиной резкости, содержащих аксиконы, которые обладают двумя каустиками, сохраняют свойство линейности, но являются пространственно-вариантными, что создаёт сложности для их анализа. Мы предлагаем рассматривать изображения, формируемые каждой из каустик, в рамках теории линейных систем. Выполнен теоретический анализ построения изображений, и найдены функции рассеяния точки для трёх оптических систем, в которых формируются тороидальные световые волны с помощью аксикона, а также проведены многократные эксперименты по определению разрешающей способности таких систем. В результате показано, что аксикон строит изображение единственного предмета в виде непрерывного набора промежуточных изображений вдоль фокального отрезка. Световые пучки, падающие от предмета на центральную часть аксикона, будут создавать промежуточное изображение в непосредственной близости от аксикона, а пучки, падающие на периферию аксикона, — на периферии фокального отрезка. При этом все эти слабоконтрастные изображения маскируют друг друга. Тандем линзы и аксикона одновременно строит изображения предмета как в ближней зоне дифракции в виде набора промежуточных изображений, так и в дальней — в геометрически преобразованном виде. Причём в ближней зоне дифракции глубина пространства, изображаемого тандемом, может превышать глубину пространства, изображаемого одиночным объективом. Экспериментальные данные подтверждают теоретические выводы.

Страницы: 98-112
DOI: 10.15372/AUT20250211

12. Волоси В. М., Вево И. Я., Симонов В. А., Ризк Х. А., Коляда Н. А., Харенко Д. С. Особенности изготовления волоконных тейперов для согласования полей мод различных оптических волокон

Аннотация:
Продемонстрировано исследование потерь на пропускание в области 1,5–1,6 мкм для тейперов, в зависимости от их длины, скорости выплавки и размеров перетяжки на примере оптического волокна Corning SMF-28. Тейперы изготовлены на сварочных аппаратах Fujikura FSM-100P, 100P+, LZM-100 и станции Lightel CW-200B. В итоге проведённых экспериментов определена конфигурация тейперов с минимальными потерями, которые составили –0,5 дБ. С использованием станции Lightel CW-200B удалось изготовить модовый адаптер для согласования мод стандартного оптического волокна с сохранением поляризации Fujikura SM15-PS-U25D и высоконелинейного волокна с уменьшённой сердцевиной HNLF PM. За счёт лучшего согласования полей мод потери на соединении данных оптических волокон уменьшены с –3 до –1,25 дБ.

Страницы: 113-122
DOI: 10.15372/AUT20250212

МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

13. Осипов А. Л., Терещенко С. Н. Использование методов компьютерного зрения для обнаружения людей в лесостепной местности

Аннотация:
Исследован подход применения методов обучения для настройки моделей нейронных сетей, которые используются для автоматического обнаружения людей в лесостепной местности на изображениях. Для обнаружения применялись модели нейронных сетей YOLOv51, DenseNet, CenterNet, InceptionV3, Xception, Faster R-CNN. Среди представленных моделей наилучшие результаты продемонстрировала дообученная нейронная сеть YOLOv51, которая позволила с точностью 0,8795 на тестовой выборке по метрике F1-score с пороговым значением 0,5 определять людей по графическим изображениям.

Страницы: 123-128
DOI: 10.15372/AUT20250213