Комбинированные голограммные оптические элементы для индикаторов знако-символьной информации
Одиноков С.Б., Жердев А.Ю., Колючкин В.В., Соломашенко А.Б.

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Аннотация:
В статье предложен комбинированный голограммный оптический элемент для оптических систем многоцветных индикаторов знако-символьной информации. Данный элемент сочетает в себе функции четырёхуровневых дифракционных решёток с повышенной дифракционной эффективностью и спектральных плазмонных фильтров с изменяемой полосой пропускания в зависимости от угла падения излучения. Проведённые теоретические исследования свидетельствуют о возможности объединения двух типов элементов в одной комбинированной структуре.

Ключевые слова :
голографический индикатор, дифракционный оптический элемент, многоуровневая дифракционная решётка, плазмонная решётка, дифракционная эффективность.

Литература:

  1. Методы компьютерной оптики / А.В. Волков, Д.Л. Голо­вашкин, Л.Д. Досколович, Н.Л. Казанский, В.В. Котляр, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, В.С. Со­ловьев, Г.В. Успленьев, С.И. Харитонов, С.Н. Хонина. – Под ред. В.А. Сойфера. – Изд. 2-е, испр. – М.: Физматлит, 2003. – 688 с.
  2. Казанский, Н.Л. Моделирование гиперспектрометра на спектральных фильтрах с линейно-изменяющимися параметрами / Н.Л. Казанский, С.И. Харитонов, С.Н. Хонина, С.Г. Волотовский, Ю.С. Стрелков // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, №3. – C. 256-270. – ISSN 0134-2452.
  3. Казанский, Н.Л. Формирование изображений дифракционной многоуровневой линзой / Н.Л. Казанский, С.Н. Хонина, Р.В. Скиданов, А.А, Морозов, С.И. Харитонов, С.Г. Волотовский // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 3. – C. 425-434. – ISSN 0134-2452.
  4. Якимов, П.Ю. Предварительная обработка цифровых изображений в системах локализации и распознавания дорожных знаков / П.Ю. Якимов // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 37, № 3. – C. 401-405. – ISSN 0134-2452.
  5. Aslanov, E.R. Design of an optical element forming an axial line segment for efficient LED lighting systems / E.R. Aslanov, L.L. Doskolovich, M.A. Moiseev, E.A. Bezus, N.L. Kazanskiy // Optics Express. – 2013. – Vol. 21(23). – P. 28651-28656.
  6. Eisen, L. Planar configuration for image projection / L. Eisen, M. Meyklyar, M. Golub, A. Friesem, I. Gurwich, V. Weiss // Applied Optics. – 2006. – Vol. 45. – P. 4005-4011.
  7. Eisen, L. Design and experiments of planar optical light guides for virtual image displays/ L. Eisen, M. Meyklyar, A. Friesem, I. Gurwich, V. Weiss // Proccedings of SPIE. – 2003. – Vol. 5182. – P. 205-221.
  8. Cameron, A. Optical Waveguide Technology & Its Application In Head Mounted Displays / A. Cameron // Procce­dings of SPIE. – 2012. – Vol. 8383. – P. 83830E.
  9. Одиноков, С.Б. Оптическая схема получения голографического индикатора для отображения знаково-символьной информации / С.Б. Одиноков, В.В. Маркин, Д.С. Лушников, А.С. Кузнецов, Е.А. Дроздова, А.Б. Соломашенко // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана; серия «Приборостроение». – 2012. – № 8. – С. 158-166 – ISSN 0236-3933.
  10. Swanson, G.J. Binary Optics Technology: Theoretical Limits on the Diffraction Efficiency of Multilevel Diffractive Optical Elements Technical Report Lincoln Laboratory / G.J. Swanson. – Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology, 1991. – 28 p.
  11. Одиноков, С.Б. Создание ДОЭ для формирования точечных эталонных изображений в оптических системах / С.Б. Одиноков, Г.Р. Сагателян, М.С. Ковалёв, А.Б. Соломашенко, Е.А. Дроздова // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 3. – C. 341-351. – ISSN 0134-2452.
  12. Волков, А.В. Исследование технологии плазменного травления для получения многоуровневых дифракционных оптических элементов / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. – 1998. – Вып. 18. – C. 127-130. – ISSN 0134-2452.
  13. Golub, M.A. Computer generated diffractive multi-focal lens / M.A. Golub, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I. Kharitonov, V.A. Soifer // Journal of Modern Optics. – 1992. – Vol. 39(6) – P. 1245-1251.
  14. Soifer, V.A. Multifocal diffractive elements / V.A. Soifer, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Optical Engineering. – 1994. – Vol. 33(11). – P. 3610-3615.
  15. Yoon, Y.T. Color filter incorporating a subwavelength patterned grating in poly silicon / Y.T. Yoon, H.S. Lee, S.S. Lee, S.H. Kim, J.D. Park, K.D. Lee // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(4). – P. 2374-2380.
  16. Cho, E.H. Two-dimensional photonic crystal color filter development / E.H. Cho, H.S. Kim, B.H. Cheong, O. Prudnikov, W. Xianyua, J.S. Sohn, D.J. Ma, H.Y. Choi, N.C. Park, Y.P. Park // Optics Express. – 2009. – Vol. 17(10). – P. 8621-8629.
  17. Kanamori, Y. Fabrication of Transmission Color Filters Using Silicon Subwavelength Gratings on Quartz Substrates / Y. Kanamori, M. Shimono, K. Hane // IEEE Photonics Technology Letters. – 2006. – Vol. 18(20). – P. 2126-2128.
  18. Казанский, Н.Л. Использование волноводного резонанса для создания нанооптических спектральных пропускающих фильтров / Н.Л. Казанский, П.Г. Серафимович, С.Б.  Попов, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 2. – C. 162-168. – ISSN 0134-2452.
  19. Doskolovich, L.L. Design and investigation of color separation diffraction gratings / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.N. Khonina, R.V. Skidanov, N. Heikkila, S. Siitonen, J. Turunen // Applied Optics. – 2007. – Vol. 46(15). – P. 2825-2830.
  20. Fu, L. Optical properties of metallic meanders / L. Fu, H. Schweizer, T. Weiss, H. Giessen // Journal of the Optical Society of America B. – 2009. – Vol. 26. – P. B111-B119.
  21. Ozaki, M. Surface-Plasmon Holography with White-Light Illumination / M. Ozaki, J. Kato, S. Kawata // Science. – 2011. – Vol. 332(6026). – P. 218-220.
  22. Ye, Y. Color filter based on a two-dimensional submicrometer metal grating / Y. Ye, Y. Zhou, L. Chen // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48. – P. 5035-5039.
  23. Bezus, E.A. Design of diffractive lenses for focusing surface plasmons / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, S.I. Kharitonov // Journal of Optics. – 2010. – Vol. 12(1). – P. 015001.
  24. Bezus, E.A. Scattering suppression in plasmonic optics using a simple two-layer dielectric structure / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Applied Physics Letters. – 2011. – Vol. 98(22). – P. 221108.
  25. Bezus, E.A. Low-scattering surface plasmon refraction with isotropic materials / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Ka­zan­skiy // Optics Express. – 2014. – Vol. 22(11). – P. 13547-13554.
  26. Moharam, M.G. Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings / M.G. Moharam, E.B. Grann, D.A. Pommet, T.K. Gaylord // Journal of the Optical Society of America A. – 1995. – Vol. 12. – P. 1068-1076.
  27. Дифракционная компьютерная оптика / Д.Л. Головашкин, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, В.В. Котляр, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, С.Н. Хонина. – М.: Физматлит, 2010. – 736 с.
  28. Golovashkin, D.L. Solving diffractive optics problem using graphics processing units / D.L. Golovashkin, N.L. Kazanskiy // Optics Memory and Neural Networks (information optics). – 2011. – Vol. 20(2). – P. 85-89.
  29. Bykov, D.A. Extraordinary magneto-optical effect of a change in the phase of diffraction orders in dielectric diffraction gratings / D.A. Bykov, L.L. Doskolovich, V.A. Soi­fer, N.L. Kazanskiy // Journal of Experimental and Theoretical Physics. – 2010. – Vol. 111(6). – P. 967-974.
  30. Безус, Е.А. Формирование интерференционных картин затухающих электромагнитных волн для наноразмерной литографии с помощью волноводных дифракционных решеток / Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский // Квантовая электроника. – 2011. – Т. 41, № 8. – С. 759-764.
  31. Kazanskiy, N.L. Cloud computing for nanophotonic simulations // N.L. Kazanskiy, P.G. Serafimovich // Lecture Notes in Computer Science. – 2013. – Vol. 7715. – P. 54-67.
  32. Kazanskiy, N.L. Cloud computing for rigorous coupled-wave analysis // N.L. Kazanskiy, P.G. Serafimovich // Advanced in Optical Technologies. – 2012. – Vol. 2012. – 7 p.
  33. Moharam, M.G. Stable implementation of the rigorous couled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach / M.G. Moharam, E.B. Grann, D.A. Pommet, T.K. Gaylord // Journal of the Optical Society of America A. – 1995. – Vol. 12. – P. 1077-1086.
  34. Li, L. Use of Fourier series in the analysis of discontinuous periodic structures / L. Li // Journal of the Optical Society of America A. – 1996. – Vol. 13. – P. 1870-1876.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20