声全息技术

 声全息是利用声波干涉获得被观察物体声场全部信息的声成像技术。20世纪60年代中期,为了检测和显示对于可见光和X射线来说是不透明物质的结构特性,人们提出用声波代替光波的声全息技术的研究,并且迅速地得到发展和应用。声全息在原理上与光全息完全相同。     

声全息成象超分辨率处理

本文提出一种声全息成象超分辨率处理方法,它利用物分布有限及由此导出的全息矩阵元素间联系,由已知的全息数据延拓得到扩大的全息数据,从而提高系统成象的分辨率。文中导出了超分辨率处理的计算公式,并讨论了实际计算中得到物分布先验知识的方法。还指出这种超分辨率处理方法可以迭代使用,从而在无噪声的情况下,从理论上能无限提高系统分辨率。作了计算机模拟计算,说明方法是有效的。最后讨论了处理方法对噪声的敏感问题,给出了一些情况下输入信噪比对输出信噪比的影响曲线,说明这方法适宜于物分布角范围较小的情况。     

基于声压-振速测量的平面近场声全息实验研究

常规的近场声全息均是采用全息面声压或质点振速作为输入量求解,由于采用单一输入量无法分离来自全息面背向声波的干扰,因此要求所有声源均位于全息面的同一侧,即测量声场为自由声场,这种要求大大限制了近场声全息的实际应用.基于声压-速度测量的近场声全息以全息面上声压和质点振速同时作为输入量,通过建立和求解两侧声源在全息面上的声压和质点振速耦合关系,可以实现全息面两侧声波的分离,从而解决上述问题.文中在前期对声场分离技术研究的基础上,基于欧拉公式和有限差分近似,推导了新的基于声压-速度测量的平面近场声全息理论公式.随后通过实验检验了该方法在有背景源干扰情况下实现声场分离和重建的有效性.     

基于支持向量回归的patch近场声全息研究

为了解决patch近场声全息中全息数据外推问题,提出一种基于支持向量回归的一步式patch近场声全息技术。该方法首先把初始全息面上的数据当成训练样本进行学习,构造出回归函数,然后利用回归函数实现全息数据外推,最后基于统计最优近场声全息进行重建。数值仿真和实验研究的结果表明:在各个分析频率下,该方法都可以实现小孔径全息面的近场外推。从近场声全息重建结果看,即使初始全息数据受到噪声干扰,该方法也是一种有效的patch近场声全息技术。      

对反射式全息照相基元全息图的讨论

目前在一些教材中讨论反射式全息照相实验原理时,使用的反射式全息照相基元全息图,都与实际光路不符。究其根源,乃是因套用J.W.顾德门著《付里叶光学导论》的有关部分所致。该书在论述反射式全息图的理论基础时,参照的是厚膜全息基元全息图,而该图是说明透射式全息图成象原理的,与反射式全息照相实际光路并不一致。其根本不同点,在于实际光路是将物光和参考光从干板两侧引入,但基元全息图却从同侧引入。本文给出了改进的基元全息图,以弥补反射式全息照相实验原理的不足。一、反射式全息照相实际光路及所套用的基元全息图反射式全息照相通常采用下面两种光路,其一,为一般光路(图1);其二,为特殊光路(图     

正确观察透镜成象

观察透镜成象,大多采用图1所示的装置。物体用一个二维的物体,在象面上放置一个接受屏,从屏上可以观察到一个二维的物体象。由于在中学和大学低年级,大多采用这种观察方法,所以给不少学生造成了这样的错觉,认为透镜成的象是二维象,且只能在接受屏上观察透镜成象。为了避免造成上述错觉,同时为学生今后在大学阶段观察全息实象打下基础,在中学阶段就应该培养学生正确的观察和思维。     

奇妙的声全息技术

声全息是利用声波干涉获得被观察物体声场全部信息的声成像技术.20世纪60年代中期,为了检测和显示对于可见光和X射来说是不透明物质的结构特性,人们提出用声波代替光波的声全息技术的研究,并且迅速地得到发展和应用.     

布阵声全息成象中复全息函数的实部与虚部的联系

本文提出一个从离散声全息成象的复全息函数实部导出其虚部的方法,以此虚部与原实部组成的复全息函数可以无共轭象地重建物象。方法的充分条件是物体线度小于或等于λz/2d,λ—波长,d—取样点间距,z—接收面与物间距离。作了计算机模拟计算,显示这方法的有效性。     

问与答

<正> 什么是全息照相? 全息照相是六十年代随着激光技术的——兴起而发展起来的一种新技术。用这种技术能够记录和再现出被摄景物的完整的立体形象。近十多年来,这一技术不仅在科学研究和工业生产上得到了广泛的应用,例如全息干涉计量、全息无损检验等等,而且正在深入人类生活的各个方面,如全息广告、全息立体电影等。全息照相的原理是1948年由英国人盖柏     

液面法超声全息成象的理论分析与实验结果

本文采用傅里叶分析方法,对液面法超声全息成象原理作了较为严格的理论分析,给出了物体束的空间分布为任意函数时,液面起伏的计算公式.并给出了物体束为空间方脉冲时,液面起伏、重现之一级象(即通常称为全息象),零级象(相应于普通的非全息象)的计算结果,讨论了影响象的强度、畸变、分辨率的因素等问题,对全息象和非全息象的优缺点作了比较。最后,还给出了部分实验结果,其结果与理论计算比较符合。     

实用教学型数字全息的探讨

针对传统光学全息照相技术的不足,利用激光器、CCD、反射镜以及物体搭建数字全息光路.采用数字全息照相实验为主、传统光学全息照相为辅的模式,不仅降低了全息照相技术的难度,保证实验的成功率,同时保持了实验的观赏效果.     

空间声场全息重建的波叠加方法研究

提出了基于波叠加法的近场声场全息技术，并将其用于任意形状物体的声辐射分析.在声辐射计算问题中，边界元法是通过离散边界面上的声学和位置变量来实现，而波叠加方法则通过叠加辐射体内部若干个简单源产生的声场来完成.因而，基于波叠加法的声全息就不存在边界面上的参数插值和奇异积分等问题，而这些问题是基于边界元法的声全息所固有的.与基于边界元法的声全息相比较，基于波叠加法的声全息在原理上更易于理解，在计算机上更容易实现.实验结果表明：该种全息技术在重建声场时，具有令人满意的重建精度. 关键词： 声全息 逆问题 波叠加方法 正则化方法     

多模光纤束产生的散斑场全息照相

本文在分析相干光激励下多模光纤束的辐射特性的基础上,提出了以多模光纤束产生的激光散斑场作为物体照明光波和参考光波的散斑场全息照相理论和实验技术,给出了与理论相一致的实验结果,同时也讨论了散斑全息照相在全息干涉计量中的应用.     

非线性声参量B/A的参量阵成象

非线性声参量B／A描述了有限振幅声波在媒质中传播的非线性特性,有可能成为生物组织定征的一个新参量,有重要的应用前景。本文在声与声相互作用的理论基础上,研究了参量阵的非线性声参量成象,用滤波边投影算法对无损及损耗样品模型进行了计算机模拟成象,在成象过程中讨论了声波衰减对重建象的影响,并提出了衰减修正办法。     

全息照相再现实象分析

全息照相再现实象分析胡德敬（同济大学物理系上海２０００９２）本文根据全息照相的成像理论对再现实像的形成条件、最佳记录光路、观察方法和特点作一分析，其结果和实验一致．一、理论根据图１中全息干板位于ｘｏｙ平面，物点和参考光波源分别用Ｏ（ｘ０，ｙ０，ｘ０）...     

从声全息图直接确定物体的位置

声全息术是用声波制作全息图,而用光波重建物像.在光学重建中,如果预先知道物体方位,则经过计算可确定像平面的位置而观察到像.但在声学应用中全息多是搜索或识别目标的手段,目标位置是未知而想要知道的.这时需要在光学系统上来回寻求物像的聚焦平面,     

全息显示技术讲座 第四讲 彩虹全息

<正> 彩虹全息是用激光记录,白光照明再现单色象的一种新的全息技术。它的特点是在记录光路中适当的位置加入一个狭缝限制再现象光波,以降低象的色模糊,因而能用白光再现。1969年本顿(Benton)首先提出了二步彩虹全息,到1977年底美籍华人陈选和杨振寰利用象全息提出一步彩虹全息。近几年来这方面的工作有很大的进展,它的应用也很广泛。一、二步彩虹全息本顿提出二步彩虹全息是由于他受到全息图的碎片能再现物体完整象的启示而发现的。     

声全息成象过程中物—全息图—象之间变换的数学公式及其物理意义

本文研究声全息成象过程中物—全息图—象之间的变换,给出三种连续与离散不同组合的变换的公式,并说明相应的物理意义。文中指出,与连续全息图相比,离散全息图造成高阶象的出现。并给出了一些可用于计算机模拟计算的公式。     

全息照相实像的优化拍摄与再现

从全息照相的基本理论出发,分析了全息照相实像的产生条件,提出了用正入射平行光拍摄和再现全息照相实像的方案.实验表明,用正入射平行光拍摄和再现全息实像能得到满意的效果.在不同的散射介质中进行了全息实像的再现实验,确定了一种符合要求的再现介质.     

全息透镜的特性及其应用

自六十年代激光和全息术发展起来以后,用一个点源的全息图就可以制成全息透镜。由于它的成象原理和制造工艺与普通透镜不同,所以它是一种新型的成象元件。了解全息透镜的成象特性,已是光学设计工作者面临的一个新问题。本文首先结合普通透镜的成象特性,采用光线分析的方法介绍全息透镜的成象原理,物象关系,导出同轴和离轴全息透镜的初级象差公式,透镜的光栅方程。提出了K-矢量闭合和等效透镜的概念,使光学设计工作者无须了解过多的全息学方面的知识,就可以从事这方面的工作。