三种不同结构的无透镜鬼成像实验研究(英文)

为实现远距情况下的实际应用,对赝热源鬼成像进行了从透射到反射的实验研究.首先利用CCD的两个独立区域分别探测参考光和信号光,得到双缝的透射型鬼成像,继而利用一个CCD和一个独立的桶探测器分别探测参考臂和物臂的光强信息,通过对没有空间分布的物臂光强和没有经过物体而有空间分布的参考臂光强信号进行关联计算实现透射和反射鬼成像.为设计和研制能进行现场应用的样机系统,以透射结构为例,对成像结果与系统各参数之间的关系进行了详细的对比实验研究,结果表明通过增加采样率、增大光强、适当调节快门时间和光阑大小可以提高成像的分辨率和可见度.     

NaCl溶液补偿非平衡热光关联成像系统

热光无透镜鬼成像系统要求物光和参考光两个光路的光程相等,当不满足此条件时,成像质量就会下降。实际应用中热光关联成像系统两臂长度相等的条件极为苛刻,很难满足。笔者设计了一种补偿式热光关联成像系统的实验方案,利用NaCl溶液补偿物光和参考光两个光路的光程差。实验结果表明,将一定浓度的NaCl溶液放在光程较长的光路中,可以有效补偿非平衡系统的光程差,从而获得待测物体清晰的关联像。     

基于反射型物体的高阶非相干热光源关联成像性能研究

现有基于热光源的关联成像主要是针对透射型物体,这样可简化关联成像分析过程。然而对于成像的实际应用,比如遥感技术,反射型物体将具有更大的实用价值。基于非相干均亮的热光源,对反射型物体的高阶关联成像进行了研究,推导出其高阶反射关联成像的关联函数、可见度及信噪比的解析式;对比二阶反射关联成像,讨论阶数对关联成像性能的影响。研究结果表明,对于反射型物体的关联成像,随着阶数的增加,成像的可见度得到提高,但信噪比下降,同时能够通过增加测量次数增加成像的信噪比。     

星载的单像素运动成像影响分析与补偿

单像素成像具有高灵敏度,抗干扰等特点,但得到一张高质量图像需要多次采样,因而在卫星对地观测应用时,由于卫星姿态变化使得指向抖动从而造成参考光场与探测器信号之间关联性丢失,使得重构出的图像质量严重退化。针对这一问题,本文设计一种光场追踪补偿方案以补偿卫星姿态对成像带来的影响,结合卫星工具包生成卫星数据分别进行滚动角,俯仰角的运动补偿验证和偏航角的运动补偿验证。结果表明进行滚动角和俯仰角运动补偿后成像的峰值信噪比提升28.8 dB,进行偏航角运动补偿后成像的峰值信噪比提升7.25 dB,同时考虑滚动角,俯仰角和偏航角对典型场景进行运动补偿后的成像结果峰值信噪比提升至少4.7 dB,仿真结果证明了补偿方案有效提高了成像质量,为星载单像素成像提供了一条有效技术途径。     

皮棉杂质透射检测及成像目标增强方法

由于皮棉中白色或无色的杂质与皮棉反射特性相似，现有的光谱反射成像检测方法具有一定 的局限性.对皮棉杂质的光透射成像检测方法进行深入研究.在分析杂质及棉纤维透射特性基 础上，建立了光透射成像机理模型.研究了光透射成像系统中光源种类、光源能量、棉层厚 度及皮棉运动速度对成像目标的影响.根据棉层中透射光子的传播特性，提出利用高速CCD俘 获非漫射光子及统计滤波处理方法以增强成像目标，并分析了高速CCD曝光时间与成像目标 清晰度的量化关系.结果表明，所提出的光透射检测及成像目标增强方法，可获得清晰的目 标图像特征，检测结果与实际相符，此方法不仅为检测皮棉中各种白色或无色杂质提供一种 有效途径， 而且还可推广到红外及其他波段的成像系统中，对于微弱目标的透射成像检测 提供一种新的思路. 关键词： 皮棉杂质 透射成像 准直线光子 目标增强 统计滤波     

混合型双光束干涉全息照相的设计与探究

基于单光束干涉和一般的双光束干涉全息照相实验，本文设计了一种反射透射混合型双光束干涉光路，从理论上分析了两束物光与一束参考光干涉叠加后在全息干板上的强度分布情况，通过对照实验：拍摄只有反射物光的单光束干涉光路、只有透射物光的单光束干涉光路、反射透射混合型双光束干涉光路的全息图，对比分析成像效果，结果表明本文设计的光路拍摄得到的全息图成像更完整、更清晰、层次感更强；并进一步通过控制变量法，改变不同的影响因素，进而提高全息图的成像质量。经过多次探究，结果表明，当使用GS-I型全息干板，使用功率约为2.23mW、波长为632.8nm的氦氖激光器拍摄全息图时，控制曝光时间为15s,反射物光与参考光之间的夹角为25°～35°,透射物光与参考光之间的夹角为20°～30°,反射物光、透射物光与参考光的光强比约为1∶1∶1,全息图整体成像效果最佳。     

基于统计光学的正负热光非定域成像

本文, 基于经典统计光学, 建立符合热光特性的统计模型, 通过数值模拟证明了吴令安和Meyers提出的图像重构算法, 并进行了定性的理论分析. 在关联成像获得的数据样本中, 根据桶探测器的光强涨落进行分组, 分别以某个阈值作为下限和上限, 再将分组后的独立样本和相应的面探测器信号进行强度关联, 则可以得到物体的正像或负像. 然而, 不经过关联运算, 直接对分组后的面探测器信号进行算数平均也可以得到物体的正像或负像, 同时成像的对比度得到较大提高. 这种分组对应的非定域成像进一步说明强度涨落在热光成像中的重要性. 最后以字符掩膜版作为成像物体, 分别运用关联成像和分组对应正负成像算法重构物体的图像, 实验结果证明这种新的正负算法可以提高非定域成像的对比度. 关键词： 统计光学 热光 关联成像 正负非定域成像     

基于探测信号叠加的推扫式压缩多光谱关联成像

针对推扫模式下多光谱关联成像重构图像模糊、信噪比低问题,提出了一种利用探测信号叠加提高重构图像信噪比的多光谱关联成像方案.该方案基于稀疏约束关联成像光谱相机实验系统,通过单次曝光获得一帧探测信号,对前后帧连续探测信号进行错位叠加,计算出系统总探测矩阵,结合标定测量矩阵,采用压缩感知算法得到待测目标物体重构图像.数值模拟和实验结果表明:适当延迟曝光时间可以提高系统重构图像质量;相同曝光时间条件下,利用探测信号错位叠加的推扫10帧重构图像信噪比明显高于单帧多光谱重构图像.     

摩擦力方向的判定与探析

 摩擦力是一种重要而且难以把握的力,尽管我们都熟知“摩擦力的方向总是与物体的相对运动或相对运动趋势相反,且平行于二物体相切的平面”这个结论,但在具体的运动过程中,由于运动状态的复杂性,使其表现为以下运动形式:一、摩擦力的方向总是与物体的相对运动或相对运动趋势相反,且与物体的相对运动方向相反,其表现为具有阻碍性质。这种性质在实际的运动过程中屡见不鲜,判定下来也较之简单,故不再赘述。二、摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势相反,但与物体的运动方向相同或垂直,其表现与物体的运动状态直接相关。     

飞秒互相关时间选通技术用于光学层析成像的实验研究

利用飞秒互相关二次谐波信号时间选通技术。实现了对埋藏在高度散射介质中物体的透射成像和反射以析成像。互相关选通门有效地选出携带物体信息的弹道光子和蛇行光子，排除了给成像带来背景噪声的温射光子，分别获得了散射介质中物体的二次谐波一维和二维图像。