基于旋转照明光的数字全息相干噪声抑制

提出一种数字全息相干噪声抑制方法。首先在照明光方位角给定的前提下,通过在极向平面内连续旋转照明光,实现在多角度照明条件下记录离轴数字全息图。然后对所获得的全息图分别重构,同时利用倾斜相差补偿算法和数字图像自相关配准方法分别补偿再现像的相位倾斜及横向偏移。最后将重构像进行非相干叠加,从而有效抑制再现像的相干噪声。实验结果及相关统计评价数据皆验证了该方法的有效性。     

长工作距离显微成像数字全息合成孔径方法(英文)

提出了一种用于长工作距离下显微成像的数字全息合成孔径方法。首先,在不同斜入射照明条件下记录多幅包含不同物光频谱范围的数字全息图。然后,利用每一幅全息图通过数字方法重构并放大物体强度像。最后,通过非相干叠加这些强度像得到分辨力提高且散斑噪声减小的合成物体强度像。理论分析和实验结果表明,此方法可应用于长工作距离下的原位显微观测。     

波达方向估计中特征空间的信源数估计方法

提出了特征空间法信源数估计方法,它将阵列信号的协方差估计值分别投影到信号的特征子空间和噪声的特征子空间。由于信号子空间与噪声子空间相互正交,易于由表征投影大小的判据值区分信号和噪声的贡献;本方法用的是M×M阶矩阵特征值分解,M为基元数,与波达方向估计用的相同,因此节省大量的计算量;它可以在实数空间中进行运算,进一步减少运算量。进行了数值计算,检验了判据值分布,以及在信源等功率、不等功率和空间相关色噪声等情况下特征空间法的性能。估计方法还用声纳数据进行了检验。所有这些结果均证明本估计方法性能优良。      

Twin image elimination from two in-line holograms via phase retrieval

The reconstruction quality of in-line holography suffers from the superposition of twin images that have different foci but identical information content. We propose a phase retrieval method using two axially displaced holograms and a finite transmission constraint to eliminate the conjugate image. The simulation and experimental results demonstrate a better elimination effect and a faster rate of convergence compared with those of previously reported methods. Two holograms can be recorded simultaneously using two cameras, thus this technique can be used in real-time imaging.     

Acoustic estimation of suspended sediment concentration

In this paper, the acoustic estimation of suspended sediment concentration is discussed and two estimation methods of suspended sediment concentration are presented. The first method is curve fitting method, in which, according to the acoustic backscattering theory we assume that the fitting factor K₁ (r) between the concentration M(r) obtained by acoustic observation and the concentration M₀ ( r) obtained by sampling water is a high order power function of distancer. Using least-square algorithm, we can determine the coefficients of the high order power function by minimizing the difference betweenM( r) and M₀ ( r) in the whole water profile. To the absorption coefficient of sound due to the suspension in water we do not give constraint in the first method. The second method is recursive fitting method, in which we take M₀ ( r) as the conditions of initialization and decision and give rational constraints to some parameters. The recursive process is stable. We analyzed the two methods with a lot of experimental data. The analytical results show that the estimate error of the first method is less than that of the second method and the latter can not only estimate the concentration of suspended sediment but also give the absorption coefficient of sound. Good results have been obtained with the two methods.     

声学悬浮泥沙浓度估计

讨论了声学悬浮泥沙浓度估计方法,获得了两种泥沙浓度估计的方法.第1种是曲线拟合法,根据声反向散射原理,提出声学方法得到的浓度M(r)和6点法得到的浓度M₀(r)间的拟合因子K₁(r)是距离r的高次幂函数,采用最小二乘法,使M(r)与M₀(r)在整个水深上的差值最小,确定出高次幂曲线中的待定系数.方法对水中悬浮物引起的声吸收系数未加任何限制.第2种方法是递推拟合法,采用6点法的M₀(r)作为初始条件和判定条件,对递推过程加了合理的约束条件,递推过程稳定.大量试验数据分析表明,第1种方法的误差小于第2种方法,但是第2种方法不但可得到泥沙浓度估计,还可得到声波的吸收系数.两种方法均已取得良好的应用成果.     

高压耦合高功率脉冲磁控溅射的增强放电效应

等离子体源离子注入与沉积技术作为一种可生产高结合力、高致密度涂层的真空镀膜技术,具有广阔的应用前景,尤其适用于高载荷工况下服役的功能涂层制备.该技术中金属等离子体源是关键,而现有的脉冲阴极弧源结构复杂,且由于伴随"金属液滴"而需要增加过滤装置.本文研究了另一种简单结构的金属等离子体源备选一高功率脉冲磁控溅射源(HPPMS)的放电特性,采用等离子体发射光谱仪探索了不同的耦合高压对HPPMS放电靶电流特性和等离子体特性的作用.发现耦合高压对HPPMS放电有明显的促进作用,相同靶电压下的放电强度大幅增加,相对于金属放电,耦合高压对气体放电的促进作用更加明显,但在自溅射为主的高压放电阶段对金属放电的促进作用明显增强.讨论了耦合高压对HPPMS放电的增强机制,发现耦合高压自辉光放电、耦合高压和HPPMS电压构成双向负压形成的空心阴极效应,以及耦合高压鞘层改善的双极扩散效应都对HPPMS放电的增强有明显作用.     

高功率脉冲磁控溅射的阶段性放电特征

本文从放电靶电流出发,采用一种新的研究方法,即将靶电流分解为多个代表具体放电特性的特征参数,全面而系统的研究了不同的工作气压条件下,靶电流各特征参数随靶电压的增加而进行的演化.结果发现高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)放电靶电流在靶电压由低向高增加的过程中,出现靶电流峰值和平台值的交替变化,体现出明显的阶段性放电特征,且不同的放电阶段在不同气压下出现一定的移动,会在测量范围内出现某些放电阶段的缺失.本文还通过等离子体发射光谱对HPPMS放电靶前等离子体测量发现五个不同的放电阶段分别主要对应氩原子、铬原子、氩离子、铬离子和氩、铬高价离子的放电,但不同的放电条件下相邻的阶段会出现一定程度的交叠.     

数字全息在光学实验教学中的应用

介绍了数字全息基本原理及其在实验教学中的应用与结果.