位相可控液晶空间光调制器的研究

论述了平行排列液晶的位相调制理论，进行了理论结果的计算模拟．研制出平行取向TFT型液晶空间光调制器并分析了其位相调制特性.结果表明,此平行取向的液晶空间光调制器可用于位相调制，其调整量优于0.7 μm，最小调整步长是0.052 μm．在ZYGO干涉仪上进行的位相控制实验，得到了很好的实验结果．     

稀土配合物的光声位相研究

对光声位相理论进行了研究,依此理论解释了稀土二苯甲酰甲烷配合物的光声位相谱。利用计算位相的方法得到在配体吸收处不同铽配合物的位相偏移,对位相差与不同铽配合物的分子内弛豫过程作了研究。     

基于偏振位相调制的位相轮廓测量

本文介绍了一种用来测量三维物体面形的位相轮廓方法，它是通过将正弦光场投影到被测物面，该光场被物体表面调制后发生位相改变，利用偏振位相调制及位相检测算法计算物面的位相分布，再根据几何关系实现对物体三维形貌的测量。实验装置采用一种偏振位相调制的干涉光场投影装置对光场进行简便而精确的移相，采用ＣＣＤ摄像机记录畸变光场，并用计算机处理和显示测量结果。文中给出了有关实验结果。     

一种无需标记的在线三维测量方法

提出了一种无需标记的物体在线三维面形测量方法。将一固定的正弦条纹投影到待测运动物体上,借助物体运动产生等效的相移变形条纹。基于傅里叶变换轮廓术的调制度对各帧变形条纹计算,提取其具有某一特定分布的特征区域,采用相关度最大法,检测各帧变形条纹对应的调制度特征区域的位移量来检测出物体的移动,从而实现像素匹配,得到一组像素坐标完全一一对应的等效相移变形条纹图。利用Stoilov相移算法得到物体的截断相位,利用位相展开算法展开位相,通过位相和高度映射即可实现在线移动物体的面形测量。通过计算机仿真验证了该方法的可行性。     

k（k〉2）光子Jaynes—Cummings模型中自发辐射场的位相演化特性

应用Ｐｅｇｇ－Ｂａｒｎｅｔ（ＰＢ）位相理论，研究了ｋ光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（Ｊ－Ｃ）模型中自发辐射场的位相演化特性，计算了辐射场的位相几率分布函数与位相涨落，给出了在极坐标中位相几率分布演化曲线。     

基于傅里叶变换轮廓术方法的复杂物体三维面形测量

提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板，并按可靠度排序进行位相展开的新方法，该法用于傅里叶变换轮廓术中，可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度，适合复杂物体面形的测量，给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。     

光折变晶中光互联的研究

对光折变晶体事的光互联进行了研究，提出了一种利用桥式互泵浦位相共轭器在同一种光路下实现光开关，广播式，合成式及点点式光互联的方法，同时研究了利用光折变两波耦合进行了光互联的强度和时间特性。     

光折变晶体作为相衬滤波器的研究

报道了利用各种不同的光折变晶体作为位相滤波器，实现位相型物体的可见和振幅型物体的对比度周期性反转等结果，并给出了统一的理论分析。     

离轴位相奇点的动态传输

推导出高斯背景的离轴位相奇点光束的半屏衍射解析公式，详细研究了离轴位相奇点的动态传输.结果表明，半屏衍射，偏移量和传输距离都会影响位相奇点的传输行为和衍射场位相奇点的分布.改变偏移量和传输距离，衍射场伴随有位相奇点的产生，移动和湮没. 关键词： 奇点光学 离轴位相奇点光束 半屏衍射 光涡漩     

光热辐射技术中二次谐波的特性研究

本文从理论和实验上讨论了光热辐射技术中二次谐波振幅和位相的频率特性，随样品厚度的变化特性以及随激励光功率的变化特性并与基波信号作了比较。     

调制度分析在等步长相移法相位展开中的应用

推导了两种常用等步长相移算法的调制度表达式,提出一种新的调制度分析方法。该方法用于等步长相移法中基于加权最小二乘法的相位展开,能够充分利用调制度信息,构造二值和小数权重,从而增强相位展开过程对多种干扰因素的免疫力。实验结果说明了该方法的有效性和实用性。最后比较了二值权重和小数权重在加权最小二乘法的相位展开中的性能表现。     

基于可靠性的相位去包裹算法

提出了一种新的基于可靠性的相位去包裹算法。采用了队列算法及去包裹可靠性的判别标准。与传统方法相比,能够自动避开噪声区域,解决了相位去包裹中的阴影遮挡以及空洞等问题,克服了传统去包裹方法中的误差传播效应,能准确快速地对全场进行相位去包裹。设计了一套基于此算法的三维形面测量系统。     

Automatic phase unwrapping algorithm for reconstruction of three-dimensional objects

Phase unwrapping plays a very important role in noncontact optical profilometries and interforometric techniques. This phase unwrapping process is often hindered by the presence of noise, spots of low-intensity modulation, and the instability of the solutions. We present a systematic approach to the problem by formulating the phase solving and unwrapping as an ill-posed problem. By using the regularization method and taking intensity modulation into consideration, we will be able to provide a unified view to address various challenges in the problem. A new fully automated algorithm for phase unwrapping based on this approach is also presented.     

A correlation-based phase unwrapping method for Fourier-transform profilometry

A new phase unwrapping algorithm based on correlation map for Fourier-transform profilometry (FTP) method is presented in this paper. It is a quality-guided phase-unwrapping method. The modulation is used as an effective parameter to indicate the reliability of the fringe image for the quality-guided phase-unwrapping method. A filtering window is introduced to calculate the modulation easily. A correlation-map function is proposed to calculate the reliability of the fringe image and to avoid choosing the width of the window in calculating the modulation. As the value of the correlation-map function is lower in areas of the local shadow and abrupt discontinuity than that in other areas, the correlation-map function is used as a guide to find the optimized phase-unwrapping path. The experimental results show that the method is feasible.     

基于相位展开及拼接算法的一种高精度大量程宽光谱干涉显微术

宽光谱干涉显微术广泛应用于高精密检测领域, 它测量样品形貌通常采用垂直扫描干涉术对亚微米至毫米级特征进行测量,以及相移干涉术对纳米级特征进行测量。其中,相移干涉术精度可达纳米级,但量程有限,高度变化对应的相位需限制在区间内。采用包裹相位展开算法可以扩展相移干涉术的量程,也仅适用于平滑表面,当高度起伏超出焦深或者光源相干长度的限定范围时,干涉条纹模糊或对比度丧失,所解算的结果将产生较大误差甚至错误。提出一种基于相位展开及拼接算法的高精度、大量程宽光谱干涉显微测量方法,以干涉条纹调制度量化条纹质量,条纹对比度高、成像清晰的区域对应调制度较高,定义当前焦面条纹调制度高于阈值的区域为理想区域,定义焦面条纹调制度低于阈值的区域为问题区域。以相位展开算法获得理想区域中的样品相位分布,问题区域的包裹相位不进行展开。使用微位移结构纵向移动物镜焦平面,选择合理的步长,使相邻焦面位置理想区域展开后的真实相位保持部分区域重合,根据重合区域的相位值均差可以实现不同焦面位置的高精度相位拼接,最终获得扩展量程的高精度真实相位结果,进而可以恢复样品完整的表面形貌分布。该算法通过对理想区域的筛选,避免了相位在问题区域展开带来的误差,可以得到精确的测量结果。通过模拟计算和实验验证,证明了该方法不仅保持了宽光谱干涉显微术中相移干涉术的纳米级高精度,还可将其量程从数百纳米拓展到数微米。而且,该方法精度不依赖于位移部件,理论上量程可以拓展到显微物镜的全工作距离。     

运用泽尼特多项式的相位去包裹算法

提出了一种新的相位去包裹算法，主要针对光学光滑表面以及由于少数低调制度点、散斑点、噪声或灰尘（以下简称误差点）引起的去包裹失败的情形。该算法运用泽尼特（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多项式对误差点区域进行拟合，通过一定阈值的设置，将误差点清除并予以拟合，具有计算快速的特点。     

基于图像分析技术的实用相位恢复去包裹技术

相位恢复去包裹技术是相移干涉中的重要环节。本文介绍一种去包裹的新算法 ,该算法基于相位连续平滑的特点 ,在传统算法的基础上 ,提出包裹点判断门限的智能确定方法。引入图像分析处理技术 ,以识别并修正传统算法产生的误差点和由于误差点延伸产生的畸变点。应用结果表明 ,此算法不但计算量小 ,速度快 ,而且极大地降低了去包裹操作引起的相位信息变形失真的可能性 ,保证了较高的相位恢复精度。该算法在连续平滑相位相移干涉测量中具有很好的实用性     

基于方向图变换的快速不连续相位展开

几何突变导致的相位不连续一直是相位展开中具有挑战的问题。针对这一问题,提出基于方向与变换的快速不连续相位展开算法。在提出的算法中,利用图像的结构张量估计包裹相位图的方向,将方向图进行变换和差分计算得到的可靠的权重系数图作为加权最小二乘法的权重,并使用预处理共轭梯度法迭代求解。该算法可以快速地找出不连续位置,并在不连续分割后的区域进行单独的相位展开,具有很好的识别和展开效果。详细地描述了算法的原理和实现步骤,并对算法进行仿真和实验数据验证。实验结果表明:其相位展开的均方根误差为0.36,证明该算法能够快速、准确地对不连续的包裹相位进行展开。     

基于自适应加权窗口的相位质量图提取

加权相位解缠算法的解缠精度取决于所提取的质量图的可靠性。目前提取相位质量图的方法大多采用以各个像素为中心的固定窗口法,但当某些像素被噪声严重干扰时,采用固定窗口法提取质量图往往得不到正确的解缠结果。因此,提出了几种自适应加权窗口方法来提取相位质量图,并给出了具体的实现方法和步骤,同时采用加权小波变换相位解缠算法进行相位解缠。实验结果表明,采用自适应加权窗口方法提取相位质量图来确定初始权重系数能获得比较好的解缠效果。     

Modulation analysis in spatial phase shifting electronic speckle pattern interferometry and application for automated data selection on biological specimens

In electronic speckle pattern interferometry (ESPI), for a fast and objective analysis of measurement data which occur with a high repetition rate, an automated data processing is of particular advantage. For this reason, investigations were carried out to determine if the modulation of speckle interferograms can be applied as a quality parameter for the selection of suitable interferogram data for further evaluation e.g. phase unwrapping when spatial phase shifting (SPS) is performed. Six methods for determining the modulation of speckle interferograms are characterised and compared. The applicability of the speckle interferogram modulation as a parameter for mask generation in the unwrapping process of the phase difference is demonstrated by the evaluation of measurement data obtained from experiments with a spatial phase shifting endoscopic ESPI system on a technical surface and on a human gastrectomy specimen.