利用分数傅里叶变换设计衍射光学元件

讨论了分数傅里叶变换与菲涅尔衍射的关系,提出球面衍射过程就是一种具有尺度因子的分数傅里叶变换,并应用分数傅里叶变换进行衍射光学元件的设计。     

分数域滤波的分数傅里叶变换光学成像性能分析

将分数域滤波同光学成像相结合,提出了一种基于Lohmann Ⅰ型的带有滤波孔径的两级联分数傅里叶变换光学成像系统.根据分数傅里叶变换和菲涅耳衍射之间的关系以及分数傅里叶变换的分数阶可加性,结合分数域滤波分析了分数傅里叶变换光学成像的基本理论.以点扩散函数和调制传递函数作为评价成像质量的准则,详细分析了不同分数阶光学系统...     

菲涅耳衍射和分数傅里叶变换

介绍了衍射孔的菲涅耳衍射和分数傅里叶变换的对应关系,使得可以用分数傅里叶变换来描述光由原始光场经过菲涅耳衍射区一直到无穷远处夫琅禾费衍射区的自由空间标量衍射传播全过程。     

菲涅耳衍射和分数傅里叶变换

介绍了衍射孔的菲涅耳衍射和分数傅里叶变换的对应关系，使得可以用分数傅里叶变换来描述光电原始光场经过菲涅耳衍射区一直到无穷远处夫琅禾费衍射区的自由空间标量衍射传播全过程。     

YG算法设计分数傅里叶变换衍射光学光束整形器件

针对分数傅里叶变换衍射光学光束整形器件,比较了按离散点与按菲涅耳积分计算得到的变换矩阵间的差距,从中分析得出按离散点计算的变换矩阵引入的离散化误差与分数傅里叶变换系统参数的关系.模拟计算结果表明,该离散化误差不能忽略.为了在输出面上得到真实的光强分布,应采用菲涅耳积分计算其变换矩阵.鉴于该变换矩阵非幺正,本文利用YG算法进行了光束整形器件的设计.     

求解分数傅里叶变换衍射积分的一种快速算法

在对Lohmann 二型分数傅里叶变换(FRT)和菲涅耳衍射积分进行比较的基础上,给出基于快速傅里叶变换(FFT)求解该分数傅里叶变换和菲涅耳衍射积分的快速算法及算法适用范围.数值模拟实验证明了理论的可靠性和算法的高效性.此快速算法为分数傅里叶变换在工程实际中的进一步广泛应用奠定了基础.     

分数傅里叶变换光学实现的基本单元

提出一些实现分数傅里叶变换的新型的基本光学单元。这些基本单元仅使用一个透镜和一个菲涅耳衍射，给光学设计增加一些新的可选基本类型，对于给定焦距的透镜，它能完成的分数傅里叶变换是Ｌｏｈｍａｎｎ给出的单透镜结构无法实现。     

基于分频域和菲涅耳域的光学图像加密方法

结合分数傅里叶变换及菲涅耳变换,在光学图像加密系统中分别具有多密钥性和无透镜性的优点,提出了基于分频域和菲涅耳域的光学图像加密方法。基于分数傅里叶变换的光学加密系统,引入菲涅耳变换及全息技术,使原有的加密系统在不增加光学元件的基础上提高了系统的安全性。理论分析和计算机仿真模拟证明了这种方法的可行性。     

计算机模拟任意形状衍射屏的衍射

把菲涅耳衍射积分化为含快速傅里叶变换的积分,对任意形状衍射屏的衍射进行模拟,其特点是直接用含快速傅里叶变换的积分求解出不同传播距离观察屏上的光场分布,得出菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的衍射花样.通过计算机对常见的缝孔的衍射的模拟,有助于理解衍射光在传播方向上近场衍射和远场衍射的不同和衍射花样的分布特征.     

用衍射法监测物体的几何参数和空间位置

概述用衍射法监测物体的几何参数和空间位置。提出用频率光谱相位分辨率对物体进行监测以提高灵敏度和监测精度，这需使用一个具有信息处理功能的光学系统，该系统能连续完成物体传递函数中的傅里叶变换和频谱的菲涅耳变换。实验结果表明，利用被监测几何参数和空间位置的物体频谱相可完成监测工作。     

失调分数傅里叶变换及其光学作用

利用失调光学系统的衍射积分公式,分析了失调的Lohmann分数傅里叶变换光学系统和准非对称非均匀介质的衍射特性,得到了两者具有相同的失调衍射积分表达式,表明两者具有等效性,从中提出了失调分数傅里叶变换新概念. 关键词： 分数傅里叶变换 失调光学系统 衍射积分 梯度折射率介质     

分数傅里叶变换和失调光学系统的衍射积分公式

空域中光束通过失调的ABCD光学系统的衍射积分公式在满足一定条件下,可实现分数傅里叶变换.同时,对角谱通过失调的ABCD光学系统变换的频域衍射积分公式也可实现分数傅里叶变换.最后,以单透镜失调光学系统为例说明其应用.     

一阶光学系统分数傅里叶变换的相空间分析

在维格纳相空间中,通过将一阶光学系统的传输矩阵分解为坐标旋转、比例缩放和啁啾矩阵的组合,得到了一阶光学系统在空域的分数傅里叶表示.结果表明:任意一阶光学系统均可表示为经过比例缩放和二次相位调制的分数傅里叶变换.通过将输入输出光场在相空间中作π/2角旋转,得到了一阶光学系统在频域的传输矩阵和衍射积分公式,进而得到了一阶光学系统在频域的分数傅里叶表示.比较空域和频域一阶光学系统的相空间变换矩阵,说明2个系统本质上属同一变换在不同基坐标下的表示,并推导出了光学系统在空域和频域具有相同分数傅里叶变换的条件.     

The representation of waist-to-waist transformation of Gaussian beams by the scaled fractional Fourier transform

The beam waist-to-waist transformation of Gaussian beams between input and output reference planes described by the scaled fractional Fourier transform is analyzed in this paper. We obtain the transfer matrix of ABCD optical system that corresponds to the scaled fractional Fourier transform. The results show that the beam waist-to-waist transformation of Gaussian beams can be described by the scaled fractional Fourier transform when the ABCD optical system has a suitable transfer matrix. The relationship between the input and output waist planes and some particular cases when a Gaussian beam passes through a thin lens is also discussed.     

Propagation properties of Gaussian beams through the anamorphic fractional Fourier transform system with an eccentric circular aperture

As known, it is important for the propagation of Gaussian beams in optics. In this paper, based on the expanding a hard-edge circular aperture function as a finite sum of complex Gaussian functions and the scalar Rayleigh-Sommerfeld diffraction formula, an approximation analytical solution for Gaussian beams propagating through the anamorphic fractional Fourier transform system with an eccentric circular aperture is performed. Then, the detailed numerical calculation for the two-dimensional Gaussian beams in the above-mentioned optical system is presented. The simulation also shows that different location and size of aperture result in the change of diffracted field, including location, intensity and width. All these characteristics help us understand Gaussian beams propagation better.     

Phase-Space Analysis of Wavefront Coding Imaging Systems

We explore the use of the Radon-Wigner transform, which is associated with the fractional Fourier transform of the pupil function, for determining the point spread function （PSF） of an incoherent defocused optical system. Then we introduce these phase-space tools to analyse the wavefront coding imaging system. It is shown that the shape of the PSF for such a system is highly invariant to the defocus-related aberrations except for a lateral shift. The optical transfer function of this system is also investigated briefly from a new understanding of ambiguity function.     

基于随机分数傅里叶变换的双图像加密算法

利用光学随机分数傅里叶变换设计了一种双图像加密算法,并给出了相应的光学实现.加密算法中,将两幅原始图像分别作为加密系统输入复函数的振幅和位相分布函数,利用随机分数傅里叶变换进行加密,所得复函数的振幅即为加密图像,而位相部分是变换的输出相位,随机位相作为加密算法的密码.在数值模拟中,二值文本图像和灰度图像分别被作为原始图像用于加密结果分析和加密安全测试,结果表明该加密算法具有很好的安全性.