Пространственное интегрирование оптических пучков с использованием многослойных… Головастиков Н.В., Быков Д.А., Досколович Л.Л. 372Компьютерная оптика, 2014, том 38, №3 Аннотация Рассмотрена дифракция двумерного оптического пучка на многослойной брэгговской структуре. Показано, что брэгговская решётка с дефектом позволяет выполнить операцию пространственного интегрирования двумерного профиля падающего пучка с центральной пространственной частотой, близкой к константе распространения квазиволноводной моды дефектного слоя. Пространственное интегрирование осуществляется в пропускании с экс-поненциальной весовой функцией, скорость затухания которой определяется величиной добротности резонанса. Результаты электромагнитного моделирования показывают хоро-шее соответствие численных результатов приведённому теоретическому описанию.Ключевые слова: брэгговские структуры, резонанс, оптическое интегрирование.Введение Пространственно-временные преобразования оп-тических пучков представляют большой интерес для решения широкого круга задач, включающих форми-рование оптических импульсов и пучков заданной формы, аналоговые оптические вычисления, сверх-быструю оптическую обработку информации [1,2].Ранее была описана способность брэгговских ре-шёток с дефектом (phase-shifted Bragg grating) осуще-ствлять временные преобразования оптических сиг-налов, включающие дифференцирование огибающей оптического импульса в отражении [2 -4] и интегри-рование огибающей импульса в пропускании [5].Пространственное дифференцирование двумерных оптических пучков впервые было рассмотрено в работе [6]. В [6] показано, что брэгговская решётка с дефектом позволяет выполнить операцию дифференцирования пространственного профиля двумерного оптического пучка в отражении. В данной работе впервые показано, что брэгговские решётки с дефектом позволяют выпол-нить операцию пространственного интегрирования двумерного профиля падающего пучка в пропускании. Дифракция пучка на многослойной структуреРассмотрим наклонное падение двумерного оптиче-ского пучка на многослойную структуру (систему одно-родных слоёв). Пучок распространяется в отрицательном направлении оси z в системе координат (x, z), связанной с пучком и повёрнутой относительно системы координат многослойной структуры (x ml , z ml ) на угол θ 0 (рис. 1). В этой системе координат разложение падающего пучка по плоским волнам имеет следующий вид: соответствует x-компоненте волнового вектора, падаю-щего на решётку под углом θ + θ 0 в системе координат многослойной структуры (x ml , z ml ). Отметим, что выра-жение (2) записано в системе координат, связанной с Пространственное интегрирование оптических пучков с использованием многослойных… Головастиков Н.В., Быков Д.А., Досколович Л.Л.Компьютерная оптика, 2014, том 38, №3 373 преломлённым пучком (рис. 1). При этом полагаем, что начала координат в системах (x, z) и (x tr , z tr ) совпадают с началом координат системы (x ml , z ml ). Предполагая, что спектр падающего пучка являет-ся достаточно узким (g << k 0 n sup ), получим:где k x,0 = k 0 n sup sin θ 0 -центральн...
О дифракции оптического пучка на брэгговской решётке с дефектным слоем Быков Д. А., Досколович Л. Л. 590Компьютерная оптика, 2014, том 38, №4 ДИФРАКЦИОННАЯ ОПТИКА, ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ О ДИФРАКЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ПУЧКА НА БРЭГГОВСКОЙ РЕШЁТКЕ С ДЕФЕКТНЫМ СЛОЕМ Быков Д. А., Досколович Л. Л. Институт систем обработки изображений РАН, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет) (СГАУ)Аннотация Рассмотрена дифракция трёхмерного оптического пучка на резонансной многослойной структуре (брэгговской решётке с дефектным слоем). Показано, что указанная структура позволяет вычислять пространственный оператор Лапласа при отражении нормально па-дающего оптического пучка. Представленные результаты численного моделирования пока-зывают высокое качество вычисления оператора Лапласа. Кроме того, описан вид преобра-зования пучка при прохождении через структуру.Ключевые слова: оптический пучок, брэгговская решётка, резонанс, оператор Лапласа.Введение Оптические устройства, осуществляющие заданные временные и пространственно-временные преобразова-ния оптических сигналов, представляют большой интерес для широкого спектра приложений, включающих сверх-быструю оптическую обработку информации и аналого-вые оптические вычисления. Важнейшими операциями аналоговой обработки оптических сигналов являются операции временного и пространственного дифференци-рования. Под временным дифференцированием оптиче-ского импульса понимается дифференцирование оги-бающей импульса. Под пространственным дифференци-рованием понимается дифференцирование пространст-венного профиля светового пучка. Для выполнения вре-менного дифференцирования были предложены различ-ные варианты брэгговских решёток [1-4] и резонансных дифракционных решёток [5, 6]. Пространственное диф-ференцирование двумерных пучков впервые было рас-смотрено в работе [7] в 2014 году. В указанной работе было показано, что брэгговская решётка с дефектным слоем (БРДС, англ. PSBG, Phase shifted Bragg grating) по-зволяет вычислить первую производную профиля па-дающего пучка при наклонном падении и производную второго порядка при нормальном падении. В то же время в работе [7] не исследовались пространственные преобра-зования трёхмерных пучков, которые могут быть реали-зованы с помощью БРДС.В настоящей работе продемонстрирована возмож-ность оптического вычисления оператора Лапласа в пространственных координатах при отражении от БРДС. Следует отметить, что в настоящее время для реализации данной операции используются сложные методы, основанные на вычитании двух голограмм, зарегистрированных на двух различных расстояниях или при двух различных длинах волн [8, 9]. Кроме то-го, в настоящей работе исследуется преобразование оптического пучка при прохождении через БРДС. Дифракция трёхмерного пучка на системе слоёвРассмотрим трёхмерный пучок, нормально па-дающий на многослойную структуру (рис. 1). Пред-ставим его в виде углового спектра, в виде суперпо-зиции TE-и TM-поляризованных плоских волн раз-ных направлений. Поскольку ось ...
We consider diffraction of a three-dimensional (3D) spatiotemporal optical pulse by a phase-shifted Bragg grating (PSBG). The pulse diffraction is described in terms of signal propagation through a linear system with its transfer function determined by the reflection or transmission coefficient of the PSBG. It is shown that a PSBG can perform temporal differentiation in reflection and temporal integration in transmission of a 3D spatiotemporal optical pulse envelope. Second order differentiation of the incident pulse envelope is achieved using two differentiating PSBGs separated by a vacuum layer with the optical thickness of a quarter of the Bragg wavelength. The possibility of performing the said operations are confirmed by rigorous simulation results.
In this paper we propose a new Word Sense Induction (WSI) method and apply it to construct a solution for the RuShiftEval shared task on Lexical Semantic Change Detection (LSCD) for the Russian language. Our WSI al gorithm based on lexical substitution achieves stateoftheart performance for the Russian language on the RUSSE 2018 dataset. However, our LSCD system based on it has shown poor performance in the shared task. We have studied mathematical properties of the COMPARE score employed in the task for measuring the degree of semantic change, as well as the discrepancies between this score and our WSI predictions. We have found that our method can detect those aspects of semantic change, which the COMPARE metric is not sensitive to, such as appearance or disappearance of a rare word sense. An important property of our method is its interpretability, which we exploit to perform the detailed error analysis.
Резонансная аппроксимация спектров брэгговской структуры с дефектным слоем Досколович Л.Л. и др. ВведениеСреди элементов нанофотоники, которые могут быть использованы в качестве спектральных фильтров в оптических системах различного назначения, следует выделить резонансные интерференционные фильтры на основе многослойных покрытий. Интеграция таких фильтров в спектральную аппаратуру требует решения ряда научных проблем. В частности, в изображающем спектрометре на спектральный фильтр падает излуче-ние не только различных длин волн из широкого спек-трального диапазона, но также в широком диапазоне уг-лов падения. При таких условиях расчёт фильтра, выде-ляющего заданный спектральный интервал, является сложной задачей. При этом важной научной задачей яв-ляется получение общего представления для простран-ственно-частотной передаточной функции многослой-ного покрытия, представляющей коэффициент пропус-кания спектрального фильтра как функцию угловой частоты и пространственных частот (углов падения). Данное представление позволит в общем виде описать функционирование спектрометра системы в рамках тео-рии линейных систем.Для спектральной фильтрации широко использу-ются брэгговские решётки с дефектным слоем (БРДС, англ. -phase-shifted Bragg gratings) [1][2][3][4]. БРДС со-стоит из двух симметричных брэгговских решёток, разделённых слоем «дефекта» (рис. 1), и позволяет получить нулевое отражение и, соответственно, еди-ничное пропускание при заданной частоте или угле падения [5]. Данный эффект имеет резонансную при-роду и обусловлен возбуждением мод, локализован-ных в слое дефекта. При этом частота, соответст-вующая нулевому отражению, расположена в запре-щённой зоне брэгговской решётки. Такой вид спек-тров позволяет использовать БРДС в гиперспектраль-ной аппаратуре, а также в системах аналоговых опти-ческих вычислений для временного (пространствен-ного) дифференцирования огибающей импульса (профиля падающего пучка).В настоящей работе впервые предложена простая теоретическая аппроксимация для коэффициентов отражения и пропускания БРДС, рассматриваемых как функции угловой частоты и пространственных частот. Представленные результаты строгого модели-рования спектров БРДС полностью подтверждают предложенное теоретическое описание. Рис. 1. Геометрия задачи Передаточная функция системы однородных слоёвДля описания пространственных и временных пре-образований световых пучков оптическими фильтрами широко используется аппарат теории линейных систем [5][6][7][8][9]. Передаточная функция (ПФ) линейной системы описывает отклик системы на гармонический сигнал в виде комплексной экспоненты. В оптике аналогом гармонического сигнала является плоская волна, кото-рая характеризуется частотой, направлением распро-странения и направлением вектора поляризации [5].При фиксированной поляризации ПФ системы од-нородных слоёв является функцией трёх аргументов: частоты и тангенциальных компонент волнового век-тора падающей волны. В рамках линейной оптики ука-занные величины не изменяются при отражении и прохождении падающей плоской волны через много-...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.