室外自然场景体视彩虹全息图的制作方法研究

本文介绍了一种用连续激光制作室外自然场景体视彩虹全息技术. 先用自制的透镜线阵照相机拍摄室外自然场景经透镜所成像的初级体视图，然后用连续激光照明初级体视图，原光路返回，透镜线阵此时不仅起到成像作用，而且起到了彩虹全息术中的狭缝作用. 这种技术也适用于室外动态物体. 本文制作了室外自然场景的体视彩虹全息图，并给出了实验结果.     

无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深

基于透镜相干光学成像系统的斯特列尔(Strehl)判据, 对无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深进行了推导, 得到了参考点源对称偏置和非对称偏置两种情况下的焦深表达式. 结果表明, 无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深决定因素与透镜相干成像系统的焦深决定因素不同, 其焦深不仅与照明光源的波长, 成像系统的孔径及记录距离有关, 还与参考光源的配置有关. 计算机模拟和实验结果均证明了理论分析的正确性.     

动态数字彩虹全息显示的研究

提出一种动态数字彩虹全息显示术，该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合，根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点，计算物点的线全息图上两个片断，使得两个全息图片断分别对应左右眼视图，同时对彩虹全息图的狭缝像进行横向分割，使得不同区域成为物体不同姿态的视窗，从而达到动态显示的效果.给出了数字动态全息的计算方法，并得到了初步的实验结果.     

基于全色全息透镜的增强现实系统

全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件.由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势,在增强现实(augmented reality,AR)领域有着很好的应用前景.全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点.通过标量衍射理论推导了离轴全息透镜的共轭成像方程,分析了现有成像系统中的畸变和像散问题.此外,通过k矢量圆和光线追迹相结合的几何光学方法模拟了一个视场角为18°,眼盒为10 mm的AR系统,通过干涉曝光实验制作了全色全息透镜,其平均峰值衍射效率为56.7%,达到国际较高水平.将激光微投与全息透镜相结合,搭建了AR系统原型,得到了系统的畸变和像散效果实验效果,与模拟的情况相一致.并测量了系统的MTF参数,其清晰度基本满足人眼的分辨率需求.对于单色成像,提出了添加柱面透镜的方式,保证子午面和弧矢面的光焦度一致以消除像散;提出了设计自由形式的波前记录方式以消除畸变.对于全色成像,提出了记录过程中预先补偿的方法,以解决3个颜色通道之间图像不重合的问题.     

菲涅耳数字全息成像系统的焦深

焦深是表征成像系统性能的重要参数.基于透镜相干成像的焦深判据,利用数值积分和计算机模拟的方法,分析和推导了菲涅耳数字全息成像系统的焦深,给出了相应的焦深表达式,并与利用理想成像四分之一波像差的判据得到的焦深进行了比较.结果表明:菲涅耳数字全息成像系统的焦深不同于透镜相干成像系统的焦深.在记录距离和CCD参数一定的条件下,离轴菲涅耳数字全息成像系统的焦深略大于同轴菲涅耳数字全息的焦深;离轴对称偏置情况下的焦深略大于非对称情况下的焦深.利用像强度判据得到的焦深,能够较好地表征数字全息成像系统的性能.     

横向放大率法测定光具组的基点

介绍了用横向放大率法确定两薄透镜组成的光具组基点的原理和方法,该方法采用线阵光电耦合器件(CCD)测量物经光学系统成像的横向放大率,进一步提高了测量精度.     

利用空间光调制器实现计算全息三维显示

针对目前三维物体计算全息算法数据量大、计算速度慢及共轭像影响再现效果问题,提出一种全息体视图计算方法。根据人眼双目视差立体视觉原理,由摄像机获取三维物体不同角度的二维序列视差图像,通过计算全息算法得到多视角全息图,合成三维物体全息体视图。在迭代傅里叶变换算法的基础上,采用预设初始相位并增加反馈因子的方法,提高相息图的计算效率。基于液晶空间光调制器构建光学系统,对计算的全息体视图进行了光学再现。结果表明:该方法有效地排除了共轭像的干扰,相息图的迭代计算效率提高30%以上,再现图像与目标图像的结构相似度大于0.85。     

CCD刷扫成像的积分MTF和空间分辨率

对于OCD刷扫成像的MTF,一般文章只给出了在与线阵垂直的刷扫情况下,线阵方向和垂直于线阵方向两个方向上的计算式.本文导出在与线阵交有任意角度的刷扫情况下,任意方向上的MTF计算式.OCD刷扫成像由OCD线阵的一维运动形成.对于这一成像方式的MTF的讨论,一般只考虑了沿线阵方向和垂直于线阵方向的MTF,并假定了刷扫方向与线阵方向垂直.下面给出一般情况下MTF的计算式及推导.     

无透镜傅里叶变换型全息瞄准具研究

基于无透镜傅里叶变换全息术制作了一种新型激光全息瞄准具。瞄准具的核心部件是由一块无透镜傅里叶变换位相全息图和一块全息光束变换器组成的全息光学元件。其突出优点是大视场,大出瞳距离,适合双眼瞄准。此外,瞄准线为明亮的虚像,不会暴露目标,结构简单,对射击近距离运动目标效果突出。介绍了全息瞄准具组件的原理和制作方法,并对其性能进行了分析。     

全息透镜及其像差校正

本简述全息透镜的制作与成像,介绍消除像差的一些有效方法。     

利用线阵CCD自动测量航空相机镜头的焦距

提出了一种以线阵CCD固态传感器取代读数显微镜的航空相机镜头焦距测量系统。论述了系统的工作原理、软件和硬件的设计及系统的测量误差。结果表明 ,利用线阵固态图像传感器取代读数显微镜 ,把特定物体经透镜成像的大小转换为电信号的脉宽 ,并利用计算机技术自动处理测量数据 ,从根本上克服了用读数显微镜进行测量的缺陷 ,实现了航空相机镜头焦距的实时精确地在线测量     

Depth-control method for integral imaging

We present a method for controlling the depth of three-dimensional (3D) images reconstructed by integral photography. Incoherent light is reflected from 3D objects, propagates through a lens array, and is captured as the first elemental images by a capturing device. The second elemental images of the 3D images are generated by numerical processing from the first elemental images in accordance with the desired depth. The optical reconstruction of 3D images at the desired depth by the second elemental images is confirmed experimentally.     

柱面透镜和圆锥透镜的相息图

本文基于新近提出的计算全息透镜制备原理，对柱面透镜和圆锥透铁相息图作了计算。该方法的优点是当这类全息光学元件的有关参数发生变化时能进行灵活调整，无须进行重新设计。     

基于声透镜成像系统的光声层析成像

光声成像是采用“光激发-超声波成像”的新型成像技术，它是检测强散射介质内部光吸收分布的一种有效医学影像技术.用短脉冲激光照射强散射介质(如生物组织)，强散射介质由于光声效应产生超声信号，使用具有成像能力的声透镜把声压分布成像于像面上，然后利用具有空间分辨能力的阵列光声传感器，把同一像面上的光声信号强度记录下来，最后根据光声信号强度的空间分布进行图像重组.根据成像系统物像共轭原理，同一物平面的光声信号到达像面的时延相等，而不同物面的光声信号到达同一个探测器平面的时延各不相同，因此，利用BOXCAR的门控积分 关键词： 光声层析成像 声透镜 光声信号     

超半球型浸没透镜在指纹图像采集中的应用

简要地叙述了指纹图像的应用意义。介绍了一台指纹采集装置 ,它主要由全反射棱镜、反射镜、双胶合透镜、超半球型浸没透镜、CCD等组成 ,并与计算机接口 ,从而实现了指纹采集过程的数字化 ,可以实时显示、存储指纹。着重地描述了超半球型浸没透镜的原理和成像特点。展示了几幅由指纹采集系统采集的指纹图像     

实时高效联合变换相关器

提出一种利用光学波分复用器实现实时高效联合变换相关的方案。通过计算机控制把输入面分为多个大小相等的窗口，分别写入参考与目标图像，利用光学波分复用器于相关系统中，使对应不同窗口的读出光学信息在第一个焦面上形成联合功率谱阵列，在输出面上可以实时地获得增强了相关信号。     

声透镜对多层样品的光声层析成像

由于光声效应产生光声压分布图像,所以当强散射介质中的模拟吸光组织在受到短脉冲激光照射时,该声压分布会经声透镜成像在像平面上。在像平面上利用线性超声探测器阵列获取光声信号并传递给高速数据采集卡进行数据采集,可由程序重构出光声图像。设计的光声层析成像系统可以采集记录一定深度的数据,成像时只要在所采集到的数据中选取不同列数即可同时获得强散射介质多层样品不同层面的光声图像。实验成功地获得了强散射介质内多层样品不同层面的光声层析图像。该成像方法无需进行复杂的算法重建,且可以同时实现多层样品不同切面的光声成像。     

Reflection-type integral imaging scheme for displaying three-dimensional images

A reflection-type integral imaging scheme for displaying three-dimensional images is proposed. By use of a concave mirror array instead of a lens array, three-dimensional images are integrated in the form of a reflection type, and the experimental results are demonstrated. This scheme can readily be applied to a large integral imaging system by use of a beam projector that is located at a distance from the mirror-array plane.     

Crosstalk elimination in multi-view autostereoscopic display based on polarized lenticular lens array

An autostereoscopic display composed of a directional backlight,an image display panel,a striped half-wave plate,and a polarized lenticular lens array is proposed.The directional backlight emitting the parallel light can redirect the cones of light to lenticular lens array and reduce the chromatic spatial-interference effect.The striped half-wave plate,located in front of the image display panel,transformed the polarization direction of the lights from the directional backlight into two mutually perpendicular directions.The polarized lenticular lens array not only can divide the light from the left and right view images to send to left and right eyes but also can reduce the crosstalk of the stereoscopic images.The proposed autostereoscopic display can produce high quality stereoscopic images without crosstalk at the optimal viewing distance.     

基于鬼像和像差分析的高功率激光装置透镜设计

为了设计能够满足高功率固体激光装置需求的空间滤波器透镜,采用矩阵光学方法,分析光束经过单透镜传输时剩余反射形成各阶鬼像的过程,得到鬼像位置与透镜曲率半径的关系式.该关系式表明,透镜的曲率半径设计可以控制鬼像所在的区域.根据高功率激光装置光路排布的特点简化鬼像分析,利用自行开发的鬼像追迹软件分析了主放大级鬼像分布特点.通过改变透镜的曲率半径和倾斜透镜这两种方式,基于鬼像规避和像差最小化两种原则,最终确定主放大级透镜曲率半径的最优选择为1:3弯月型,凸面朗向光学元件集中的方向.该方法可普遍应用于指导高通量复杂光学系统的透镜设计.