федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»

Свежие новости

События

Научная школа "Компьютерная оптика, обработка изображений и геоинформатика"

Научная школа "Компьютерная оптика, обработка изображений и геоинформатика"

Самарский университет

Самарский университет — один из мировых лидеров в области исследований дифракционных оптических элементов и обработки изображений

Компьютерная оптика (научная школа)
13.07.2021 2021-07-28

Самарский университет — один из мировых лидеров в области исследований дифракционных оптических элементов и обработки изображений.

Исследования в области компьютерной оптики и обработки изображений начались в Самарском университете (тогда КуАИ) на рубеже 70-80 гг. прошлого века и проходили под руководством Виктора Александровича Сойфера. Эти работы сформировали основу нового научного направления, которое впоследствии получило название "компьютерная оптика".

С развитием нанотехнологий самарские специалисты в начале 2000-х гг. приступили к созданию дифракционных наноструктур с широкими функциональными возможностями. Создаваемые устройства трудно вписывались в классический предмет оптики, поэтому к ним стали применять более широкое понятие "фотоника" и "нанофотоника".

Одним из результатов 40-летней работы школы дифракционной оптики и нанофотоники Самарского университета им. Королёва стала дифракционная линза, которая весит всего порядка десятков граммов и может заменить громоздкую систему линз и зеркал современных телеобъективов.

Первая статья ученых Самарского университета, подтверждавшая возможность использования дифракционной оптики в изображающих системах, была опубликована в мае 2015 года по итогам крупнейшей мировой конференции по обработке изображений — IEEE Computer Vision and Pattern Recognition.

В ноябре 2015 года вышла в свет совместная работа университета Торонто и университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии, посвященная подобной разработке, со ссылкой на работу Самарского университета. Ранее никто в мире не использовал дифракционную оптику для получения цветных изображений высокого разрешения. Применение плоской дифракционной оптики в системах ДЗЗ исследуется в работе опубликованной в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.

Оптика на основе дифракционных линз уже нашла свое применение в самых различных сферах — космосе, медицине, сельском хозяйстве. В университете разработана сверхлегкая оптическая система для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которая упростит и удешевит создание массовых группировок наноспутников для постоянного мониторинга земной поверхности. Миниатюрные устройства также найдут свое применение в качестве камер на беспилотных летательных аппаратах. Планируется, что самарской оптикой будет оснащен и флот нанозондов, который планируется отправить в путешествие к звездной системе Альфы Центавра в рамках проекта Мильнера-Хокинга. В числе целей этой экспедиции — поиск потенциально обитаемых экзопланет.

Добиться таких существенных практических результатов школе в значительной степени удалось благодаря сотрудничеству с зарубежными научными учреждениями. В период с 1985 по 2005 год положительную роль сыграли международные кооперации с проф. Я. Туруненом Университета Йоунсуу (Финландия), проф. Р. Коваржиком и д-р М. Дюпарре (Университет Фридриха Шиллера, Германия), д-р Пьеро Перло (Исследовательский центр ФИАТ, Италия), проф. Лиам О’Фаолейном (Технологический институт Корка, Ирландия).

В настоящее время университет располагает достаточно современной лабораторно-экспериментальной базой, и может не только проводить исследования, но и создавать опытные образцы устройств дифракционной оптики и нанофотоники. При этом международная кооперация не сокращается, а напротив, расширяется.

В ближайшее время стратегическим направлением в работе школы станет разработка и создание сверхкомпактных оптических камер и гиперспектрометров. Такие приборы представляют большой интерес для задач многоуровневого ДЗЗ и создания интеллектуальных геоинформационных систем.

Кроме того, большой научный и практический интерес представляет применение методов дифракционной оптики для управления длинноволновым когерентным излучением в мощных установках терагерцового и микроволнового диапазонов для решения задач megascience и высоких технологий.

Также продолжатся работы по полностью оптическим аналоговым вычислениям. Мобильные устройства на этой основе весьма перспективны и имеют большие преимущества перед электронными в быстродействии и помехоустойчивости.

Публикации в новостях