Carbon nanowalls: the next step for physical manifestation of the black body coating

The optical properties of carbon nanowall (CNW) films in the visible range have been studied and reported for the first time. Depending on the film structure, ultra-low total reflectance up to 0.13% can be reached, which makes the CNW films a promising candidate for the black body-like coating, and thus for a wide range of applications as a light absorber. We have estimated important trends in the optical property variation from sample to sample, and identified the presence of edge states and domain boundaries in carbon nanowalls as well as the film mass density variation as the key factors. Also we demonstrated that at much lower film thickness and density than for a carbon nanotube forest the CNWs yield one order higher specific light absorption

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАТЧИКА МАЛЫХ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, ПОСТРОЕННОГО С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ ИЗ ДВУХ ФАЗОВЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЁТОК

Sensors of small angular displacements and oscillations of objects constructed using a system of two phase diffraction gratings located at some distance from each other are investigated. The scheme of the sensor, and the results of experimental studies its characteristics are presented. Experimental sensitivity for recording angular vibrations was 10-5 radians.Исследованы датчики малых угловых перемещений и колебаний объектов, которые построены с применением системы из двух фазовых дифракционных решѐток (ДР). Приведены схема датчика, результаты исследований рабочих характеристик и оценка чувствительности датчика. На экспериментальных образцах датчиков чувствительность при регистрации угловых колебаний составила 10-5 радиан

Laser beam modulation using corner reflector and deep diffraction grating

A new scheme of the power modulator of laser beam is based on a corner-reflector unit with a relief diffraction grating that is placed on a plane of the unit and has a relief depth of several wavelengths of the laser radiation. It is shown that angular oscillations of the unit make it possible to implement modulation of the zero-order diffraction beam at a modulation depth of almost 100% and a relatively high linearity of the modulation characteristic that is reached at modulation depths of greater than 50%. © 2017, Pleiades Publishing, Inc

Устройство для периодической модуляции лазерного излучения

In this paper we consider a new type of mechanical device for periodic modulation of laser radiation. The modulating unit consists of two phase diffraction gratings with a rectangular profile, one of which moves relative to the other. The output beam of radiation in this device can be either a zero-order beam of diffraction, or one of the first orders of diffraction. The results of numerical simulation of output waveforms are presented. In the first order, we obtain a sinusoidal form of output power modulation with an efficiency of up to 40 percent. Optimal parameters of the phase diffraction gratings are calculated. Modulation produced in the zero order of diffraction has an impulse form with an efficiency of about 80-90 percent. The specific shape of the pulses in the zero order of diffraction depends on the distance between the two gratings. The results of numerical calculations and experimental studies are in good agreement. A special advantage of this type of modulator is the possibility of increasing the frequency of mechanical modulation of the laser beam to hundreds of kHz. The results of experimental studies of the characteristics of the scheme under consideration are presented. The device makes it possible to obtain modulation frequencies up to hundreds of kHz with a harmonic waveform in the first orders of diffraction and periodic pulses in the zero order.В настоящей работе рассматривается новый тип механического устройства для периодической модуляции лазерного излучения. Модулирующий блок состоит из двух фазовых дифракционных решёток с прямоугольным профилем, одна из которых перемещается относительно другой. Выходным пучком излучения в этом устройстве может быть либо пучок нулевого порядка дифракции, либо один из первых порядков дифракции. Приводятся результаты численного моделирования форм выходных сигналов. В первом порядке мы получаем синусоидальную форму модуляции выходной мощности с эффективностью до 40 процентов. Рассчитаны оптимальные параметры фазовых дифракционных решёток. Модуляция, производимая в нулевом порядке дифракции, имеет импульсную форму с эффективностью около 80-90 процентов. Конкретная форма импульсов в нулевом порядке дифракции зависит от расстояния между двумя решётками. Результаты численных расчётов и экспериментальных исследований находятся в хорошем согласии. Особым преимуществом этого типа модулятора является возможность увеличения частоты механической модуляции лазерного луча до сотен кГц. Приводятся результаты экспериментальных исследований характеристик рассматриваемой схемы. Устройство позволяет получать частоты модуляции до сотен кГц с сигналом гармонической формы в первых порядках дифракции и периодическими импульсами в нулевом порядке

Laser beam modulation using corner reflector and deep diffraction grating

A new scheme of the power modulator of laser beam is based on a corner-reflector unit with a relief diffraction grating that is placed on a plane of the unit and has a relief depth of several wavelengths of the laser radiation. It is shown that angular oscillations of the unit make it possible to implement modulation of the zero-order diffraction beam at a modulation depth of almost 100% and a relatively high linearity of the modulation characteristic that is reached at modulation depths of greater than 50%. © 2017, Pleiades Publishing, Inc

Optical Spectral Filter Based on a Deep Periodic Relief Reflection Structure

Abstract: A filter based on a reflecting periodic relief diffraction structure with a relief depth of greater than one half of optical wavelength is proposed. The input-output power transfer coefficient is studied versus the optical wavelength. The filter can be configured to completely suppress radiation at a specified wavelength, and the spectral characteristic can be changed due to variation in the angle of incidence of the input beam. A method for calculation of the filter parameters is proposed, and a filter that suppresses radiation at a specified wavelength and transmits radiation at another wavelength is calculated. The filter is easy-to-implement in both visible and IR spectral ranges. © 2020, Pleiades Publishing, Inc

Устройство для периодической модуляции лазерного излучения

In this paper we consider a new type of mechanical device for periodic modulation of laser radiation. The modulating unit consists of two phase diffraction gratings with a rectangular profile, one of which moves relative to the other. The output beam of radiation in this device can be either a zero-order beam of diffraction, or one of the first orders of diffraction. The results of numerical simulation of output waveforms are presented. In the first order, we obtain a sinusoidal form of output power modulation with an efficiency of up to 40 percent. Optimal parameters of the phase diffraction gratings are calculated. Modulation produced in the zero order of diffraction has an impulse form with an efficiency of about 80-90 percent. The specific shape of the pulses in the zero order of diffraction depends on the distance between the two gratings. The results of numerical calculations and experimental studies are in good agreement. A special advantage of this type of modulator is the possibility of increasing the frequency of mechanical modulation of the laser beam to hundreds of kHz. The results of experimental studies of the characteristics of the scheme under consideration are presented. The device makes it possible to obtain modulation frequencies up to hundreds of kHz with a harmonic waveform in the first orders of diffraction and periodic pulses in the zero order.В настоящей работе рассматривается новый тип механического устройства для периодической модуляции лазерного излучения. Модулирующий блок состоит из двух фазовых дифракционных решёток с прямоугольным профилем, одна из которых перемещается относительно другой. Выходным пучком излучения в этом устройстве может быть либо пучок нулевого порядка дифракции, либо один из первых порядков дифракции. Приводятся результаты численного моделирования форм выходных сигналов. В первом порядке мы получаем синусоидальную форму модуляции выходной мощности с эффективностью до 40 процентов. Рассчитаны оптимальные параметры фазовых дифракционных решёток. Модуляция, производимая в нулевом порядке дифракции, имеет импульсную форму с эффективностью около 80-90 процентов. Конкретная форма импульсов в нулевом порядке дифракции зависит от расстояния между двумя решётками. Результаты численных расчётов и экспериментальных исследований находятся в хорошем согласии. Особым преимуществом этого типа модулятора является возможность увеличения частоты механической модуляции лазерного луча до сотен кГц. Приводятся результаты экспериментальных исследований характеристик рассматриваемой схемы. Устройство позволяет получать частоты модуляции до сотен кГц с сигналом гармонической формы в первых порядках дифракции и периодическими импульсами в нулевом порядке

Оптический фильтр, построенный с применением глубокой периодической отражающей рельефной структуры

An optical scheme intended for filtering the wavelength spectrum of an optical signal is proposed and investigated. The filter scheme uses a relief reflecting periodic diffraction structure with a relief depth of more than half the wavelength. The input optical beam is directed to the diffraction structure at an angle. The plane of incidence is parallel to the lines of the diffraction structure. A zero-order beam of diffraction is output. The dependence of the power transfer coefficient from the input to the output on the wavelength of the emission has zeros and maxima at certain wavelengths. The transmission coefficient at maxima is close to unity. The filter can be configured to completely suppress any selected wavelength and is easily reconfigured by changing the angle of incidence of the input beam. A technique for calculating filter parameters is described. Examples of calculation of a filter for suppressing one of the spectral emission lines of an argon laser are given, provided that another strong spectral line is passed. The filter is equally simple for practical implementation in both the visible and infrared ranges.В схеме фильтра применена глубокая рельефная отражающая периодическая дифракционная структура (ГРС) с глубиной прямоугольного рельефа более половины длины волны. Входной оптический пучок направляется на ГРС под углом. Плоскость падения параллельна линиям дифракционной структуры. Пучок нулевого порядка дифракции является выходным. Зависимость коэффициента передачи мощности с входа на выход от длины волны излучения имеет нули и максимумы на определённых длинах волн. Фильтр может быть настроен на полное подавление любой выбранной длины волны и легко перестраивается за счёт изменения угла падения входного пучка. Приведены примеры расчёта фильтра для подавления одной из спектральных линий излучения аргонового лазера при условии пропускания другой спектральной линии. Фильтр одинаково прост для практической реализации как в видимом, так и инфракрасном диапазон

Новые оптоэлекторнные схемы, построенные на основе рельефных отражающих дифракционных структур с прямоугольным профилем

The article describes a number of new schemes designed to measure small angular displacements and oscillations, to modulate laser radiation, and also to filter the spectrum of optical radiation in the visible and infrared wavelengths. The operation of these schemes is based on the effects observed when a laser beam is reflected from deep diffractive relief structures with a rectangular profile, with a relief depth from a quarter of the wavelength to several wavelengths due to laser radiation. The applications of these devices are varied. For example, sensors of small angular displacements and vibrations can be used in the study of vibrations and in the design of seismometers and tiltmeters. A mechanically driven modulator operates in the low-frequency modulation region, but can provide analogue modulation of the radiation power with different modulation depths from zero to one hundred percent. Optical filters built on the basis of deep relief reflective structures have oscillating dependences of the transmission coefficient on the wavelength. It is possible to select parameters in such a way that the filter has a zero transmission coefficient at a given wavelength and a transmission coefficient close to unity in another given area. The advantages of a filter of this type can be attributed simply to its production and the possibility of realigning the spectral characteristics of the filter within wide limits.В статье рассмотрен ряд новых схем, предназначенных для измерения малых угловых смещений и колебаний, для модуляции лазерного излучения, а также для фильтрации спектра оптического излучения в видимом и в инфракрасном диапазоне длин волн. В основе работы этих схем лежат эффекты, наблюдаемые при отражении лазерного пучка от глубоких дифракционных рельефных структур, имеющих прямоугольный профиль, с глубиной рельефа от четверти длины волны до нескольких длин волн излучения лазера. Области применений этих устройств разнообразны. Например, датчики малых угловых смещений и колебаний могут быть применены при исследовании вибраций и при конструировании сейсмометров и наклономеров. Модулятор с механическим приводом работает в области низких частот модуляции, но может обеспечить аналоговую модуляцию мощности излучения с различными глубинами модуляции от нуля до ста процентов. Оптические фильтры, построенные на основе глубоких рельефных отражающих структур, имеют осциллирующие зависимости коэффициента передачи от длины волны. Можно выбрать параметры таким образом, чтобы фильтр имел нулевой коэффициент передачи на заданной длине волны и близкий к единице коэффициент передачи в другой заданной области. К достоинствам фильтра данного типа можно отнести простоту его изготовления и возможность перестройки спектральной характеристики фильтра в широких пределах

Макет сейсмометра с применением датчика на основе глубокой отражающей фазовой дифракционной решетки

The new type of the device for measuring seismics is developed and tested. The vibration sensor unit is built on the base of a corner reflector and a deep phase diffraction grating with a rectangular profile. The article shows the scheme of the device, describes the principle of its operation.Разработана и испытана схема прибора, предназначенного для измерения колебаний земной поверхности. Блок датчика колебаний построен на основе уголкового отражателя и глубокой фазовой дифракционной решетки с прямоугольным профилем. В статье приведена схема устройства, описан принцип его работы