磁各向异性介质中的平面电磁波

讨论了磁各向异性理想介质中平面电磁波的一般特性,继而推证了这种介质中平面波的对偶关系,导出了磁晶体中的“菲涅耳方程”,并利用此方程分析了这种理想介质中的平面波的结构、传播及其偏振特性．     

基于快速傅里叶变换的四种相位解包裹算法

为了快速准确地对含有噪声的包裹相位图进行相位展开,采用理论分析与计算机模拟及实验验证相结合的方法,对基于快速傅里叶变换（FFT）的四种典型算法四次FFT算法(4-FFT)、二次FFT算法（2-FFT）、四次离散余弦变换算法(4-DCT)及横向剪切干涉与FFT相结合的算法(LS-FFT)作了对比研究。结果表明:2-FFT算法运行速度最快,4-FFT算法次之,LS-FFT算法速度最慢;4-FFT算法对含有较强噪声和轻微欠采样的实验数据的处理效果是最好的;LS-FFT算法对强噪声数据的处理效果最差。     

Perfect digital holographic imaging with high resolution using a submillimeter-dimension CCD sensor

In order to improve the resolution of digital holography with a common-dimension charge-coupled device (CCD) sensor, the point spread functions are briefly derived for the commonly used and practical post-magnification, pre-magnification, and image-plane digital holographic microscopic systems. The ultimate resolutions of these systems are analyzed and compared. The results show that the ultimate lateral resolution of pre-magnification digital holography is superior to that of post-magnification digital holography in the same conditions. We also demonstrate that the ultimate lateral resolution of image-plane digital holography has no correlation with the photosensitive dimension of the CCD sensor, and it is not significantly related to the pixel size of the sensor. Moreover, both the ultimate resolution and the imaging quality of image-plane digital holography are superior to that of pre- and post-magnification digital holographic microscopy. High-resolution imaging, whose resolution is close to the ultimate resolution of the microscope objective, can be achieved by image-plane digital holography even with a submillimeter-dimension sensor. This system, by which perfect imaging can be achieved, is optimal for commonly used digital holographic microscopy. Experimental results demonstrate the correctness of the theoretical analysis.     

显微数字全息中物光波前重建方法研究和比较

根据全息理论和线性系统理论,采用离轴无透镜傅里叶变换全息记录光路,对利用菲涅耳近似法、基于瑞利—索末菲衍射积分的卷积法以及角谱理论方法数值重建全息图进行了比较研究,并做了计算机模拟验证.结果表明：菲涅耳近似法和角谱方法重建像质比较好,且菲涅耳方法重建速度快；在记录距离极小的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立；自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换的性质与距离有关,由卷积方法得到的再现像只在某一特定距离下比较理想；对于极小物场、大孔径显微数字全息来说,菲涅耳近似重建方法是较为有效的方法.     

菲涅耳非相干相关数字全息研究进展

非相干数字全息术是当前国际前沿重要研究领域之一。传统全息术由于采用相干光源照明会在全息图记录过程中引入大量散斑噪声和寄生干涉,且对设备和记录条件要求很高,极大地限制了其应用范围。采用非相干光源照明的非相干全息术则可完全避免这些问题。菲涅耳非相干相关全息术是非相干全息术中最重要的类型之一。本文简要说明了菲涅耳非相干全息术的原理与特点,重点分析了该技术在抑制直流项和共轭像干扰、提高成像分辨率、改善再现像质量及相关应用等方面的研究进展。     

基于明度分量的Retinex-Net图像增强改进方法

当人们在低照度光照条件下拍摄图像时,图像通常会受到低可见度的影响.这种低可见度的图像不仅影响视觉效果而且对后续的使用造成诸多困难.为了解决低照度条件下图像可见度差,色彩偏差等问题,本文提出了一种改进的Retinex网络增强方法.该方法首先对低照度RGB图像进行HSV色彩空间变换,利用Retinex分解网络单独对明度分量进行分解增强,并通过上采样操作增大明度分量的分辨率.然后对色相分量和饱和度分量,运用最近邻点插值增大其分辨率,结合增强的明度分量转换回RGB色彩空间,得到初始增强图像.最后采用小波变换图像融合技术,与原始低照度图像进行融合,消除初始增强图像中的过度增强部分.实验结果分析表明,本文所提方法与原始Retinex网络方法相比,NIQE值平均下降了19.49%,图像标准差平均提升了41.35%.本文所提算法有望在安防监控、生物医学等领域得到有效应用.     

预放大数字全息系统的成像分辨率分析

基于菲涅耳衍射理论,详细推导了预放大数字全息系统的点扩散函数表达式,并由此分析了该成像系统的分辨率.通过分别对整个系统、显微物镜以及CCD的点扩散函数幅值的计算机模拟,讨论了显微物镜与CCD分辨率之间的匹配问题.指明了现有文献中一些含糊说法.结果表明:恰当选择记录参量,使MO的成像分辨率接近于其极限分辨率,同时还要使CCD在满足抽样条件与再现像分离条件的情况下,再现像分辨率等于或略高于MO的分辨率.     

基于改进DeepLabV3+的一步数字全息相位重建方法

数字全息显微术能够测量定量光场信息，但全息相位重建通常需要经过频谱滤波、模拟衍射、相位展开、畸变补偿等步骤，且在滤波时人工选取滤波窗口的尺寸误差会很大程度上影响成像质量。提出了一种基于改进DeepLabV3+网络的一步数字全息相位重建方法，在DeepLabV3+网络的基础上引入MobileNetV2结构进行改进。使用MobileNetV2提取全息图特征；通过空洞空间金字塔池融合多尺度特征；采用双线性插值的方法进行上采样，以得到高精度的定量相位重建结果。实验结果表明，与使用PhaseNet重建相比，方法在结构相似性指数上提高了6.5%,能够准确高效地实现数字全息高精度定量相位重建。