Методы синтеза оптических систем

МЕТОДЫ СИНТЕЗА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ [c.247]

Методы расчёта электронно- и ионно-оптических систем, позволяющие проводить всесторонний анализ параметров спроектированных приборов и установок, достигли такого уровня, что с нх помощью, с привлечением вычислит, средств и программного обеспечения, становится возможным решение проблемы синтеза создаваемых устройств—т. е. нахождения их конфигурации, др. данных, обеспечивающих реализацию заданных параметров при выполнении всех ограничит, условий (предельных габаритов, максимально допустимых напряжений, токов и т. п.). Переход от развития методов анализа электронно-и ионно-оптических систем к их синтезу станет одним из перспективных направлений развития и ИО в обозримом будущем. [c.549]

Гусев С. А., Платонов Ю. Я- Исследование поверхностного рельефа подложек и его влияние на оптические свойства зеркал в диапазоне длин волн 10— 100 А//Тез. Всесоюзного семинара Методы синтеза и применения многослойных интерференционных систем . — М. Изд-во МГУ, 1984. — С. 97. [c.244]

Книга посвящена основам теории цифрового представления волновых полей, их преобразованиям, алгоритмам вычисления этих преобра,зований, синтезу и записи голограмм, пространственным фильтрам для оптических систем обработки данных, визуализации информации, методам цифрового восстановления голограмм и интерферограмм, цифровому моделированию голографических процессов. Показано применение методов в оптике, акустике, измерительной технике, при неразрушающем контроле. [c.2]

На рассмотренных примерах мы видим, что в процессе синтеза часто используется математический аппарат и методы оптимизации. С другой стороны, результат синтеза почти всегда требует последующей доводки универсальными программами оптимизации. Таким образом, процессы синтеза и оптимизации при проектировании оптических систем весьма тесно связаны. Особенностями оптимизации в процессе синтеза являются специфические параметры оптимизации, связанные с типом синтеза небольшое количество оптимизируемых функций (две—пять аберраций), но значительное количество ограничений (условий прохождения лучей, построения системы, конструктивных ограничений) аналитическая проба и проба производных, специфические для данного типа, как, например, при синтезе дублетов. Все это позволяет быстро просматривать множество вариантов, а также в широких пределах менять конструкцию для получения результата синтеза, удовлетворяющего небольшому количеству основных требований и пригодному для последующей оптимизации. [c.253]

Основными методами анализа и синтеза когерентных оптических процессоров являются методы волновой оптики (в том числе и голографии) и методы теории связи. Основу этих методов составляет аппарат двумерного преобразования Фурье и теории линейных систем. [c.199]

Основным назначением любого канала (системы) связи является получение и воспроизведение информации, и фундаментальным параметром, который наиболее полно характеризует такую систему служит информационная емкость. Независимо от природы системы будь то электрическая, оптическая или электрооптическая система она предназначена для обработки информационного сигнала, кото рый может быть либо полностью детерминированным, либо стати стическим. В детерминированном случае сигнал обычно задается в виде ряда или интеграла Фурье, т. е. он является периодической или затухающей волной, величина которой точно определена для всех значений переменной (время или пространство). С другой стороны, статистические сигналы для любых значений независимой переменной (время или пространство) не принимают определенных значений, а нам известны лишь их вероятности. Анализ и синтез информационного содержания этих статистических сигналов, обычно называемых случайными , проводят статистическими или вероятностными методами. В сущности случайные сигналы в бесконечных пределах не имеют фурье-образов, и приходится обращаться к статистическому анализу. Статистические методы можно применять и к детерминированным сигналам, однако наиболее широкое применение они нашли в анализе случайных процессов. В оптике такие методы используются как основной аппарат в построении классической теории частичной когерентности, при анализе шумов зернистости фотографических материалов и исследовании когерентных оптических шумов, называемых спеклами . [c.83]

В заключение отметим, что можно получить рабочие характеристики оптических дискриминаторов, превосходящие характеристики двулучепреломляющего дискриминатора, если взять более слол<ную систему поляризаторов и двулучепреломляющих кристаллов. Это стало возможным в связи с разработкой метода синтеза оптических цепей, содержащих двулучепреломляющие кристаллы [82]. [c.509]

Методика изготовления амплитудных ПФ на фотоматериале с помощью аналоговых оптических систем рассмотрена в [137]. Аналоговые оптические методы изготовления полутоновых амплитудных ПФ не обеспечивают в ряде случаев необходимой точности соответствия требуемому закону изменения пропускания. Лучшие результаты получаются, если для синтеза подобных фильтров использовать ЦЭВМ, сопряженные со специальными выводными устройствами. [c.229]

Развитие цифровой голографии, машинных методов синтеза пространственных фильтров - два новых наувдых направления, способствующих решению проблемы распознавания, поскольку благодаря им открылись возможности создания гибридных систем, имеющих в своем составе цифровой, электронный и оптический процессоры. В сочетании с голографическими устройствами эти два направления приближают ученых и инженеров к построению высокоинтеллектуальных машинных систем с высокой производительностью и практически неограниченной памятью. [c.138]

ДОЭ, согласованных с поперечно-модовым составом лазерного излучения, может быть с успехом использован для измерения поперечно-модового состава излучения и восстановления амплитудно-фазового распределения в его поперечном сечении. Кроме того, разработка, методов синтеза моданов дает значительную информацию о возможных подходах к решению задачи синтеза дифракционных оптических элементов, формирующих произвольные амплитудно-фазовые распределения. В этой связи интересно отметить, что вопрос о приоритете точности формирования моды или энергетической эффективности модана решался каждый раз исходя из снещ1-фики конкретной задачи, будь то построение волоконно-оптической линии связи или разработка волоконно-оптического датчика давления. Поэтому был разработан определенный инструментарий численных методов, позволяющий находить необходимый компромисс в каждом конкретном случае. Этот подход вполне может быть обобщен на расчет ДОЭ, формирующего произвольное амплитудно-фазовое распределение. Обобщая вышесказанное, можно сказать, что дифракционные оптические элементы, благодаря свор1м уникальным характеристикам, вместе с элементами волноводной и интегральной оптики формируют элементную базу высокоэффективных оптических и оптико-электронных систем сбора, обработки и передачи информации. [c.466]

Синтезу оптимальных приемных устройств оптического диапазона и оценке их эффективности посвящен ряд работ. Так, в 141] Получен алгоритм действия оптического приемника при приеме дискретномодулированных по интенсивности сигналов найдено, что оптимальными сигналами с точки зрения максимума отношения сигнал/шум являются сигналы с активной и пассивной паузой. В (44] с некоторыми модификациями решались те же вопросы, что и в [41]. В [21] рассматривался вопрос оптимального разрешения некогерентных сигналов оптического диапазона эта работа тесно связана с обнаружением точечных источников на фоне местности. Недостатком указанных работ является то, что статистические распределения сигнальных и шумовых фотонов задаются априорно, без строгого обоснования. Этого недостатка лишены работы [65, 90], где с квантовых позиций осуществляется подход к решению задач обнаружения и приема сигналов этот подход позволяет определить потенциальные возможности обнаружения и выделения лазерных сигналов, осуществить синтез систем, реализующих эти возможности, найти предельную чувствительность и точность приборов. Методам оценки эффективности и оптимизации локационных систем посвящены работы [23, 24]. Анализ дискретных информационных систем оптического диапазона проводится в [42, 43, 45, 46, 47, 62, 67, 99, 101, 102, 103, 105, 106, 107], где также приведены оценки эффективности этих систем. Однако основополагающими работами в области статистической теории обнаружения и приема оптических сигналов следует считать работы К. Хелстрома [19, 20], где строго с квантовых позиций рассмотрен широкий круг интересных вопросов, введен оператор обнаружения и найден ряд аналитических выражений, позволяющих найти алгоритм обработки сигналов и произвести оценку эффективности систем. Отметим, что указанные работы носят характер журнальных статей и перечень их довольно скромен. Совершенно очевидно, что исследования в области создания статистической теории должны быть значительно расширены. [c.14]

Применение оптической обработки с целью автоматизации получения данных по стереофотографиям привело к созданию большого числа различных методов и систем. Хорои]ий обзор этих методов дан в работе [1], В этом параграфе мы не будем рассматривать другие применения, такие, как голографическая память для хранения, обработка и Боспроизведение аэрофотоизображений. Упор сделан на применение голографии в фотограмметрии компактных объектов и для синтеза голографических стереомоделей. [c.679]

Если исключить краевые задачи и проблемы нелинейной оптики, в основе которых лежит электромагнитная теория, а также исследования по физике излучения, где используется квантовая теория и статистическая физика, то можно сказать, что главные разделы радиооптики базируются на операционном методе решения задач с помощью преобразования Фурье. Метод преобразования Фурье применяли уже Релей и Майкельсон на рубеже нашего века. Однако только современная теория распределений, или обобщенных функций, основанная на трудах Л. Шварца (1950—1951 гг.), может рассматриваться как универсальный инструмент, пригодный не только для анализа более или менее классических задач в теории образования изображения и в теории связи, но и для синтеза новых устройств и систем. Матричная формулировка образования изображения с помощью линз и зеркал существенно упростила математи еские методы расчета линз, особенно при использовании электронной вычислительной машины. Оптические аналоговые корреляторы и вычислительные устройства, созданные на основе новых математических обобщений, начинают дополнять превосходящие их нередко по сложности электронные вычислительные машины. В гл. 5 на нескольких примерах показано, как, пользуясь оптическими методами, можно осуществлять операции умножения и [c.16]

В соответствии с методами, использованными для вычислений, разные подходы дают различные виды коэффициентов аберрации. Аберрации сильно зависят от типа симметрии полей. Для отклонения можно использовать множество разных видов симметрии 1и можно, по крайней мере в принципе, вычислить аберрации для весьма общих случаев, включающих все различные виды осесимметричных, мультипольных и других элементов. Такое рассмотрение очень сложно [170], о оно имеет по крайней мере два существенных преимущества 1) общее выражение охватывает практически все возможные (расположения элементов как специальные Случаи, 2) некоторые аберрации отдельных элементов можно использовать для компенсации некоторых аберраций, вызванных друлими элементами. Естественно, если мы хотим работать с выражениями приемлемых размеров, то должны пожертвовать общностью и рассматривать только практически важные комбинации разных видов симметрий. Например, если есть желание разработать эффективный метод для синтеза электронных (ионных) оптических колонн, построенных из мультипольных фокусирующих и отклоняющих элементов, необходимо рассмотреть аберрации таких систем. В дальней- [c.587]

Интересно рассмотреть также поперечные моды в качестве независимых носителей информационных каналов вместо используемых продольных мод (а может быть, и в дополнение к ним). Как было сказано выше, поперечные моды лазерного излучения представляют собой пучки света, распределение комплексной амплитуды в сечении которых описывается собственными функциями оператора распространения света в соответствующей среде. Фундаментальным свойством мод является сохранение структуры и взаимной ортогональности при распространении в среде. Именно это свойство поперечных мод является основой для построения систем связи с модовым уплотнением каналов. Интерес к поперечным модам как носителям независимых каналов передачи информации связан, во-первых, с постоянным повышением качества производимых многомодовых волокон [см., например, 68], во-вторых, с разработкой методов качественного синтеза дифракционных оптических элементов моданов [19, 27-30], способных эффективно формировать и селектировать поперечные моды лазерного излучения (см. также 6.2 данной книги). Общая теория построения телекоммуникационных систем с уплотнением каналов, основанном на использовании поперечных мод, детально изложена в [19]. Отметим, что селективное возбуждение поперечных мод оптоволокна позволит увеличить пропускную способность линии связи не только за счет параллельной передачи нескольких каналов по одному волокну, но и за счет решения проблемы уширения импульса, вызываемого наличием межмодовой дисперсии [18-20, 6.2.7]. Одна из предполагаемых инженерных реализаций волоконно-оптической связи с использованием селективного возбуждения поперечных мод [19] представлена на рис. 6.53. Пространственный фильтр МА является матрицей электрооптических модуляторов, освещаемых плоской волной когерентного света Рд (х). На матрицу электрооптических модуляторов непосредственно подается вектор промодулированных по времени сигналов 5Д. [c.456]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...