Skip to main content

Jun Zhou, Zichun Le, Anatoliy Lapchuk“Impact of structure and system parameters for speckle suppression in laser pico-projectors based on the tracked moving flexible DOE loop” Optics Communications 475 (2020) 126205

Abstract

The impact of parameters based on the tracked moving flexible DOE loop for speckle suppression in laser pico-projectors was analyzed numerically. The optical scheme of the experimental setup we used is introduced, and the calculation formula of speckle contrast is briefly described. The simulation results show the acceptable tolerance range of DOE structure parameters (including the inclination angle, the width of elementary unit, and the height) and the effect of laser wavelength fluctuation on speckle contrast. The obtained results provide a range of optimal parameters for designing a flexible DOE loop and for avoiding the effect of structural deformation of a DOE loop on speckle suppression in the process of using. In addition, the simulations also provide assistance for subsequent system optimization and integration to produce more compact, low-cost, reliable and stable speckle-free laser pico-projectors.

Yevhenii M Morozov, Anatoliy S Lapchuk, Alexander V Prygun, Andriy A Kryuchynand Jakub Dostalek Investigation of optical fiber-tip probes for common and ultrafast SERS New J. Phys. 22 (2020) 033027 https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab7bd4

Abstract

In this study, we performed a three-dimensional computational experiment on ultrashort pulse propagation in an optical fiber-tip probe that is decorated with gold nanoparticles (NPs) using a constant structure for the probe's dielectric taper and different spatial configurations of the gold nanoparticles. Interestingly, a hot spot with the highest amplitude of the electric field was found not along the same chain of the NPs but between terminal NPs of neighboring chains of NPs at the probe's tip (the amplitude of the electric field in the hot spots between the NPs along the same chain was of the order of 101, while that between terminal NPs of neighboring chains was of the order of 103). We eventually identified a configuration with only six terminal nanoparticles (Config4) which is characterized by the highest electric field amplitude enhancement and can provide the highest spatial resolution in the SERS interrogation of an object of interest. The ultrashort temporal responses of the hot spots for all configurations exhibited relatively high pulse elongation (relative elongation was greater than 4.3%). At the same time, due to the reflection of the incident pulse and consequent interference, the temporal responses of most hot spots contained several peaks for all configurations except for the optimum Config4. Nonetheless, the ultrashort temporal responses of all hot spots for Config4 were characterized by a single peak but with a relatively large pulse elongation (relative elongation was 234.1%). The results indicate that further examination of this new structure of a nanoparticles-coated optical fiber-tip probe with only six terminal NPs may provide attractive characteristics for its practical applications.

 

Петров В.В., Мінцер О.П., Крючин А.А., Крючина Є.А. Візуальна аналітика - ефективна технологія обробки Big Data в медицині.
Медична інформатика і медицина -2020-2(50).С. 50-61 DOI

Петров В. В., Крючин А. А. , Рубіш В. М. , Костюкевич С. А., Шепелявий П. Є. Використання халькогенідних склоподібних напівпровідників для створення мікро- та нанорозмірних структур. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 2.с.7-18. 

Представлено результати аналізу методів формування мікро- та нанорозмірних елементів на тонких плівках халькогенідних склоподібних напівпровідників, що базуються на численних експериментальних даних, і визначено можливості їхнього застосування для створення оп- тичних дифракційних елементів. 

КлюєваТ. Ю., Горбов І. В., Пригун О. В. Вплив аберацій та ефектів розфокусування лазерного проектора на ефективність зменшення спеклових шумів // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 2.с.19-32. 

Досліджено вплив аберацій та ефекту розфокусування на ефектив- ність зменшення спеклових шумів у системі лазерного проектора, що містить рухомий дифракційний оптичний елемент (ДОЕ). Ефекти аберації і розфокусування в механізмах зниження спеклових шумів у лазерних проекційних дисплеях вивчалися з використанням наближення Френеля та моделі тонких лінз. Аналіз показав, що аберації не повинні впливати на контраст спеклів, а зміщення екрану відносно площини зображення (розфокусування) призводить лише до ремасштабування автокореляційної функції скануючого променя, що еквівалентно пере- фокусуванню об’єктива на нове положення екрану. Показано, що контраст спеклів у параксіальної області екрану практично нечутливий до аберації, однак контраст спеклів у периферійних областях змінюється скачкоподібно, якщо аберації змінюють кількість дифракційних порядків, які освітлюють область. 

Додонов О. Г., Кузьмичов А. І. Аналіз ризиків в організації, плануванні, виконанні та супроводженні НДДКР стандартними засобами імітаційного моделювання Excel. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 2.с.33-43. 

Характерна специфіка НДДКР1 — вимушене врахування умов невизначеності та ризиків на усіх етапах виконання робіт, у першу чергу, щодо ресурсних складових проекту/програми: фінансових, матеріальних, кадрових тощо. Тому й не дивно, що інструментальні засоби аналітичного апарату імітаційного моделювання виникли , розробляються і активно використовуються як неодмінна складова цієї сфери. Вказані умови суттєво ускладнюють процеси формування, обговорення і прийняття організаційних/управлінських рішень, бо зазвичай сфера НДДКР стосується надзвичайно відповідальних проектів, що здійснюються в жорстких фінансових і часових межах, швидкий і наближений розв’я- зок задачі є чи не єдиним прийнятним варіантом, який можна отри- мати в лабораторному практикумі ВНЗ, користуючись стандартними засобами Excel.

Бріцький О. І.Ідентифікація руху важкої техніки та дій окремих видів зброї за їхніми сейсмічними ознаками. //  Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 2.с.44-49. 

Представлено результати досліджень з використання кореляційного підходу для аналізу сейсмічних подій. За сейсмічні події обрано рух товарних потягів і постріли артилерії (мінометів і гаубиць) у локальних військових конфліктах. При цьому передбачено використання прецизійних сейсмометрів на основі цифрових лазерних інтерферометрів. Експериментально підтверджено можливість використання кореляційного аналізу для ідентифікації окремих сейсмічних подій військового характеру. При використанні декількох сейсмометрів можна реалізувати не тільки ідентифікацію, але й локацію очікуваних сейсмічних подій військового характеру.

Каденко С. В. , Циганок В. В., Андрійчук О. В., Карабчук О. В.Аналіз інструментарію підтримки прийняття рішень у контексті вирішення задач стратегічного планування. //  Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 2.с.77-91. 

Наведено огляд наявних програмних засобів і систем підтримки прийняття рішень у слабко структурованих предметних областях з використанням експертної інформації. Наявні засоби проаналізовано та порівняно між собою з позицій їхнього математичного забезпечення та функційних можливостей, зокрема, з вирішення задач стратегічного планування. Виявлено основні тенденції розвитку інструментарію підтримки прийняття рішень, що розроблявся протягом останніх кількох десятиліть. Показано, що наявні засоби автоматизованої підтримки прийняття рішень характеризуються низкою функційних недоліків та обмежень. На основі проведеного аналізу запропоновано актуальні вимоги до сучасного інструментарію підтримки прийняття рішень. Відповідно до цих вимог отримано предметні рекомендації щодо вибору засобів підтримки прийняття рішень у процесі стратегічного планування та подальшого удосконалення інструментарію підтримки прийняття рішень.

V. V. Petrov, A. A. Kryuchyn, S. O. Kostyukevych, V. M. Rubish Прямий лазерний запис мікрорельєфних структур в халькогенідних склах лазерним променевим записувачем мастер-дисків. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 1.с.3-11. (анг.)

Проаналізовано метод створення мікрорельєфних фазових елементів для діфракційної оптики та офтальмології. Прямий лазерний запис за допомогою лазерного променевого записувача для мастер-дисків є ефективним методом для створення пласких мікрорельєфних фазових елементів в тонких плівках халькогенідних напівпровідників, де відбуваються фото-структурні перетворення під дією лазерного випромінювання.

Є. Є. Антонов, О. О. Токалін.  Параметри рельєфу та кутовий розподіл інтенсивності світла для осесиметричних поверхневих гомогенізуючих структур. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 1.с.12-23.

Розроблено метод моделювання геометричних параметрів одиничної мікросферичної структури, який дозволяє розрахувати необхідну гли- бину рельєфу мікросферичного дифузора для заздалегідь заданого гра- ничного кута відхилення променя. Розраховано кутові залежності кое- фіцієнтів пропускання світлового променя на поверхні заглиблення у вигляді параболоїда обертання та сферичного сегмента. Експеримен- тально досліджено радіальний профіль гомогенізованих променів для деяких дифузорів, які виготовлено в ІПРІ НАН України. 

Бріцький О. І.  Спектральні і часові особливості сейсмічних подій під час руху важкої техніки та дії окремих видів зброї. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 1.с.24-30. 

Отримано та проаналізовано експериментальні сейсмограми від руху важкої техніки і дії окремих видів зброї. Дослідження проведено в польових умовах і на військовому полігоні із використанням цифрових лазерних інтерферометрів. Виявлено часові та спектральні характеристики сейсмограм досліджуваних процесів. Отримані сейсмічні портрети буде використано при вирішенні задач ідентифікації і лока- ції відповідних джерел сигналів. 

Додонов О. Г., Сенченко В. Р., Коваль О. В. , Бойченко А. В. Моделювання сценаріїв аналітичної діяльності на основі нотації BPMN та OWL  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 1.с.31-48. 

Запропоновано теоретичний підхід до моделювання сценаріїв аналітич- ної діяльності (АнД) із залученням технологій, які притаманні BPM- системам з так званою керованою моделлю (model driven), а також за допомогою веб-мови онтологій (OWL). Особливість підходу з керова- ною моделлю полягає в тому, що розробка сценаріїв ведеться в термі- нах предметної області, а не комп’ютерного середовища для їхнього виконання. За аналогією з бізнес-процесами, сценарії АнД можуть бу- ти представлені сукупністю процесних моделей у нотації BPMN. Мо- делі взаємодіють між собою в рамках загального сценарію, а кожна модель має початок і кінець. Для формування додаткового формаль- ного опису запропоновано використання семантичної OWL-моделі сценарію мовою XML, що сприяє концептуалізації неструктурованій інформації, яка присутня в OWL-моделі. В роботі повністю описано процес конвертації BPMN-моделі в OWL-модель. Це продемонстрова- но на прикладі моделювання сценарію АнД у редакторі BizAgi Process Modeler. Розроблений BPMN-сценарій за допомогою технології BPMNto-S-BPM-Ontology конвертується в OWL-файл, який досліджується засобами Protégé 5. Запропонований підхід дає низку переваг, починаю- чи із суттєвого спрощення самого процесу моделювання та валідації сценаріїв в інтегрованому середовищі BPMN-OWL і закінчуючи реалі- зацією моделі в середовищі стандартних BPM-систем.

Ланде Д. В. , Снарський А. О. Мережі, що визначаються динамікою тематичних інформаційних потоків. // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 1.с.56-61.

Запропоновано методику формування, кластеризації і візуалізації так званих кореляційних мереж. Зв’язки між вузлами таких мереж відпо- відають значенням кореляцій між векторами — наборами параметрів, що відповідають цим вузлам. Для побудови мережевих структур для кожного вузла (тематики) формуються вектори — масиви чисел, що відповідають тематичним документальним добіркам. Для цього передбачено застосування системи контент-моніторингу соціальних медіа. Наведений підхід, на відміну від існуючих, має такі переваги як відносно низька розмірність векторів-параметрів, що відповідають тематикам; незалежність від мови документів — вектори парамет- рів визначаються лише запитами до системи контент-моніторингу, які можуть містити слова, наведені різними мовами; відносна простота реалізації. Наведена методика може застосовуватися в інформаційно-аналітичних системах різного призначення для аналізу масивів сутностей без явно виражених зв’язків між ними. Кореляційні мережі можна розглядати як основу побудови ймовірнісних мереж і застосування технологій нечітких семантичних мереж для подальшого проведення сценарного аналізу.

Fu M.L., Antonov E., Manko D., Petrov V., Le C.W., Bo C.F., Zhang W., Wang S.N. Achromatic Refractive-Diffractive Double-Relief Microprisms. Optics and Laser in Engineering, 2020. V.126, # 105903. DOI: 10.1016/j.optlaseng.2019.105903.

 Fu Minglei, Fan Tingchao, Lu Chunxiao, Zhang Wenqi, Antonov Eugene, Manko Dmytro.Light filters influence on the chromaticity for Fresnel microprisms. Int. Journal for Light and Electron Optics (OPTIK), 2020. V.201, #163484. DOI: 10.1016/j.ijleo.2019.163484.

Петров В. В., Крючин А. А., Рубіш В. М., Шиховець О. В., МіхальченкоС. А.  Високотемпературні відбивальні покриттядля носіїв довготривалого зберігання даних // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2019. Т. 21. № 4. С. 3–12.

 

Представлено результати аналізу технологій створення та властивостей високотемпературних відбивальних покриттів для носіїв довготривалого зберігання даних. Показано, що перспективними матеріалами для таких покриттів є тонкі плівки на основі нітридів перехідних металів і металів платинової групи. Особливу увагу приділено фізичним методам отримання високотемпературних оптично однорідних покриттів. Показано, що як відбивальні покриття для оптичних носіїв може бути використано одержані магнетронним розпиленням плівки хрому та нітридів Cr, Ti, Zr та Hf.

 

Додонов Є. О.,Додонов О. Г., Кузьмичов А. І. Пошук компромісних організаційних рішень засобами багатокритеріальної оптимізації // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2019. Т. 21. № 4. С. 13–27.

Управлінська практика свідчить, що завжди є необхідність врахувати одразу декілька і одночасно суперечливих властивостей наявних ресурсів і їхню обмеженість, що зробити практично неможливо, тож вимушено приймають остаточне саме компромісне рішення із-за реальних умов, визначених природою, штатним розкладом чи кошторисом. Характерний приклад — торги, тут зацікавлені покупець і продавець, маючи суперечливі цілі: один — розраховує на мінімум витрат, другий — на максимум доходу, певними вимушеними зустрічними поступками знаходять компроміс (trade-off), що влаштовує обох. На графіку ці послідовні кроки — це точки на площині, що утворюють т.зв. фронт Парето (криву компромісу, trade-off curve), який є основою процедури пошуку зваженого і обґрунтованого рішення, що показано на наведених прикладах розв’язання типових задач організаційного управління.

 

Ланде Д. В., Дмитренко О. О. Визначення вагових значень зв’язків у мережі термінів // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2019. Т. 21. № 4. С. 40–48.

Розглянуто одну із найбільш актуальних проблем комп’ютерного аналізу природної мови — формалізацію та побудову онтологічних моделей предметних областей на основі текстових корпусів заданої тематики. Завдяки глибинному аналізу текстів та обробці природної мови, використовуючи лінгвостатистичні методи та методики обчислювальної лінгвістики, побудовано мережеві моделі предметних областей, для забезпечення кращої взаємодії комунікативних актів, поданих у знаковословесній формі, та комп’ютерних систем. Зокрема, застосовуючи новий підхід до визначення вагових значень зв’язків у мережі понять, як апробацію було побудовано онтологічну модель для предметної області, що пов’язана з кліматичною надзвичайною ситуацією. Подальший аналіз побудованої моделі дав змогу визначити найбільш впливові та значущі зв’язки між відповідними вузлами у мережі термінів, які відповідають певним поняттям розглянутої предметної області.

 

Брицкий А. И., Токалин О. А. Применение мембранных датчиков в системах гидролокации с использованием цифровых лазерных интерферометров // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2019. Т. 21. № 4. С. 58–66.

Представлены результаты исследований по возможности применения мембранных датчиков для приема гидроакустических сигналов на инфрачастотах. Показана целесообразность применения цифровых лазерных интерферометров в системах гидролокации на инфрачастотах.

 

Циганок В. В., Андрійчук О. В., Каденко С. В., Карабчук О. В. Підтримка прийняття рішень при побудові стратегії підвищення безпеки дорожнього руху та розвитку міської транспортної інфраструктури // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2019. Т. 21. № 4. С. 76–89.

Запропоновано технологію підтримки прийняття рішень для побудови стратегічного плану розвитку міської інфраструктури. Технологія передбачає декомпозицію головної цілі стратегії, яка пов’язана з підвищенням безпеки дорожнього руху та базується на знаннях у цій сфері, опублікованих як статистичні дані, та знаннях експертів — спеціалістів з безпеки дорожнього руху. Побудована в результаті застосування технології модель предметної області використовується для визначення стратегічного плану заходів з розвитку міської транспортної інфраструктури, які загалом створюють максимальний ефект при досягненні головної цілі в умовах наявних на поточний час фінансових обмежень.

Zichun Le, A. Lapchuk, I. Gorbov, Zhiyi Lu, Songlong Yao, I. Kosyak, T. Kliuieva,Yanyu Guo, O. Prygun. Theory and experiments based on tracked moving flexible DOE loops for speckle suppression in compact laser projection // Optics and Lasers in Engineering 124 (2020) 105845

Abstract

This paper describes a speckle suppression method using flexible diffractive optical elements (DOEs) based on binary random sequences with tracked motion. The DOE loops consist of 1D random-sequence diffractive structures with similar but different inclination angles. A mathematical approach for determining the optimal inclination angles and DOE speed for speckle suppression is developed, and a model for calculating the speckle suppression efficiency is constructed. Theoretical and experimental results show that the proposed method decreases the speckle contrast to below the sensitivity of the human eye, making it suitable for compact laser projections. The experimental results also indicate that current DOE production technology should be improved to avoid limiting the image quality.

ANATOLY LAPCHUK,  ZICHUN LE,  YANYU GUO,  YANXIN DAI,  ZONGSHEN LIU,  QIYONG XU,  ZHIYI LU,  ANDRIY KRYUCHYN  AND IVAN GORBOV.Investigation of speckle suppression beyond human eye sensitivity by using a passive multimode fiber and a multimode fiber bundle //Optics express Vol. 28, No. 5 / 2 March 2020. P. 6820-6834.

Abstract

A method of speckle suppression without any active device is expected for picoprojectors. The effectiveness of the passive method of speckle reduction using a single multimode fiber and a multimode fiber bundle was actually measured and theoretically analyzed. The dependences of the speckle contrast and speckle suppression coefficient on the parameters of multimode fiber and projection systems were investigated. Our results shown that the efficiency of speckle suppression was limited because only the radial direction of the objective lens aperture was used. An improvement using both of the radial and azimuthal directions of the objective lens aperture is required.
© 2020 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement