Розглянуто резонансну дифракцію плоскої хвилі на довільно орієнтованій періодичній (не обов'язково синусоїдальній) гратці. Досліджено залежність коефіцієнтів перетворення дифракційних спектрів різних порядків від кута падіння та параметрів гратки. Визначено розташування та величину екстремумів коефіцієнтів перетворення за кутом падіння. Ці екстремальні значення є немонотонними функціями глибини гратки. Серед граток заданої (але довільної) форми знайдено таку, для якої коефіцієнти перетворення сягають екстремуму за глибиною.

Рассмотрена резонансная дифракция плоской волны на произвольно ориентированной периодической (не обязательно синусоидальной) решетке. Исследована зависимость коэффициентов преобразования в дифракционные спектры разных порядков от угла падения и параметров решетки. Найдены положения и величина экстремумов коэффициентов преобразования по углу падения. Эти экстремальные значения являются немонотонными функциями глубины решетки. Среди решеток заданной (но произвольной) формы найдена такая, для которой коэффициенты преобразования достигают экстремума по глубине решетки.

The resonance diffraction of a plane wave at arbitrary oriented periodic (non-sinusoidal) grating is considered. The transformation coefficients dependence on the incidence angle and grating parameters is described. Position of the transformation coefficients extreme as a function of the incidence angle is found. The extreme values are nonmonotonic functions of grating height. The depth of arbitrary profile grating ensuring the extreme values of the transformation coefficients is obtained.

Розглянуто ефект повного заглушення дзеркального відбивання (ПЗДВ) під час резонансної дифракції випромінювання на поверхні добре відбивального середовища, який виникає завдяки наявності граток оптичних параметрів або рельєфу. Отримано прості аналітичні формули, за допомогою яких визначено параметри граток, дифракція на яких призводить до ПЗДВ, та проаналізовано умови реалізації ефекту.

Рассмотрен эффект полного подавления зеркального отражения (ППЗО) при резонансной дифракции излучения на поверхности хорошо отражающей среды, возникающий благодаря наличию решеток оптических параметров или рельефа. Получены простые аналитические формулы, с помощью которых найдены параметры решеток, дифракция на которых приводит к ППЗО, проанализированы условия реализации эффекта.

The effect of total suppression of specular reflection (TSSR) due to the resonance radiation diffraction at gratings formed by surface relief or optical parameters of high reflection media is under consideration. Simple analytical expressions are obtained what make it possible to determine grating parameters that guarantee TSSR occurrence for the diffraction. The necessary conditions for the effect existence are analyzed as well.

Теоретично досліджено ефект перетворення поляризації у випадку розсіяння електромагнітної хвилі від дифракційних грат, що добре відбивають світло, за умов Вудівського резонансу. За допомогою резонансної теорії дифракції знайдено коефіцієнти перетворення поляризації падаючої хвилі та дзеркально відбитої. Докладно розглянуто ефект конверсії поляризації, його залежність від параметрів грат та геометрії досліду.

Теоретически исследован эффект преобразования поляризации при рассеянии электромагнитного излучения на хорошо отражающей дифракционной решетке в условиях Вудовского резонанса. С помощью резонансной теории дифракции найдены поляризационные коэффициенты трансформации падающей волны в зеркально отраженную. Подробно изучен эффект конверсии поляризации, его зависимость от параметров решетки и геометрии опыта.

The transformation of polarization under scattering of electromagnetic waves from highly reflected diffraction grating under Wood's resonanse conditions is considered theoretically. The transformation coefficients of the polarization components of theincident and reflected waves are found on the basis of the resonance diffraction theory. The conversion effect from one to another polarization and its depending on grating parameters and experiment conditions is described.

Проведено детальний аналітичний і числовий аналіз резонансної дифракції плоскої монохроматичної хвилі на гратах, сформованих модуляцією оптичних характеристик на межі добре відбивального середовища в імпедансному наближенні. Досліджено вудівські та релєївські аномалії в інтенсивностях і фазах дифрагованих хвиль за умов відокремленого резонансу, зокрема, проаналізовано умови максимального перетворення падаючої хвилі в поверхневу електромагнітну хвилю і заглушення дзеркального відбиття, аж до повного заглушення. Знайдено залежності ширини, положення та інших параметрів резонансного перетворення від оптичних характеристик середовища та параметрів грат. На підставі отриманих результатів доведено, що використання аномалій Вуда є перспективним у вимірювальних цілях і дозволяє з високою точністю визначати параметри випромінювання та грат, а також і оптичні характеристики середовища.

На основе проведенного анализа решений резонансных дифракционных задач рассмотрен пример использования резонансных дифракционных эффектов в задачах мультиплексирования и демультиплексирования оптических сигналов и показано, что получаемые параметры могут соответствовать DWDM стандарту.

Наведено результати теоретичних досліджень резонансних явищ для довільно-поляризованої монохроматичної пласкої хвилі, що падає під довільним кутом на одновимірну металеву гратку, яка складається з довільної кількості Фур'є-гармонік і створена методами гофрування поверхні або періодичної зміни комплексного показника заломлення. Досліджено випадки збудження одного або одночасно двох поверхневих поляритонів і множинного резонансу. Одержано залежність амплітуд дифрагованих хвиль від параметрів задачі (кута падіння, довжини хвилі, розмірів гратки) для довільної довжини світлової хвилі та таких матеріалів гратки, для яких поверхневий імпеданс має модуль уявної частини значно більший за його дійсну частину. З'ясовано умови виникнення різних резонансних ефектів, таких як трансформація поляризації, повне згасання дзеркального відбиття (ПЗДВ), однієї з хвиль або навіть усіх однорідних дифрагованих хвиль. Передбачено особливий випадок ПЗДВ довільно поляризованої хвилі. Виявлено три класи граток, для яких ПЗДВ здійснюється в одній, двох точках і на відрізку лінії у площині "кут падіння - довжина хвилі".

Оптико-електронні прилади дистанційного спостереження набувають дедалі більшого поширення в різних галузях науки і техніки. В зв'язку із значним здешевленням приймачів випромінювання інфрачервоного діапазону спектру до складу таких систем все частіше вводять тепловізійний канал. Він суттєво підвищує функціональні можливості всієї системи спостереження, дає змогу працювати без зовнішнього освітлення і в диму. Температурні контрасти на об'єкті часто є вищими, ніж контрасти у видимому діапазоні спектру. Але чутливість інфрачервоних приймачів випромінювання є нижчою. Тому тепловізійні зображення мають невелике відношення сигнал/шум. Обов'язковим етапом обробки сигналу в тепловізійному каналі є його знешумлення. Стандартним способом підвищення відношення сигнал/шум є застосування цифрової фільтрації. Очевидним найпростішим шляхом фільтрації є використання стандартних фільтрів, які було розроблено для звичайних зображень видимого діапазону спектру. Але виникає питання ефективності застосування таких фільтрів до тепловізійних зображень. Досліджено можливість застосування стандартних цифрових фільтрів для зменшення шумів тепловізійних зображень. Фільтри реалізуються вбудованими функціями в програмному середовищі Mathcad: medfilt(М), wiener2d(М), gaussconv(М), orthosmooth(М), orthosmooth5(М), centsmooth(М). Для оцінки ефективності використання фільтрів на базі реального тепловізійного зображення розраховані статистичні метрики MSE, PSNR, SSIM, CC. Розглянуто відфільтровані зображення при адитивному, імпульсному та мультиплікативному типах шумів. Дано рекомендації щодо використання розглянутих цифрових фільтрів при різних типах шумів. Жоден з розглянутих фільтрів не рекомендується застосовувати для усунення періодичного шуму. Для усунення імпульсного шуму "сіль та перець" найефективнішим є медіанний фільтр. Для усунення мультиплікативного шуму та шуму, розподіленого за законом Гауса ефективніше використовувати матричний фільтр з ядром згортки 3x3. Проведене порівняння роботи фільтрів може бути застосовано при проєктуванні адаптивних фільтрів на мікроконтролерах для зменшення шумів зображень тепловізійного каналу оглядових оптико-електронних пристроїв.