光学自由曲面面形检测方法进展与展望

光学自由曲面具有强大的矫正像差和优化系统结构的能力,被誉为现代光学系统的变革性元件。但是,自由曲面面形过于复杂,其高精度检测存在巨大的难度,这限制了自由曲面面形的制造水平,其大规模应用也受到限制。目前,光学自由曲面的检测技术主要是从非球面检测技术发展而来的。回顾了近年来光学自由曲面检测方法的发展历程,着重分析了几种典型的检测方法及其特点,并展望了自由曲面检测技术的未来发展趋势。     

Temperature-responded tunable metalenses based on phase transition materials

Once the metalenses are fabricated, the functions of most metalenses are invariable. The tunability and reconfigurability are useful and cost-saving for metalenses in realistic applications. We demonstrate this tunability here via a novel hybrid metalens with the strategic placement of an ultra-thin VO₂ layer. The hybrid metalens is capable of dynamically modulating the focusing intensity of transmitted light at a wavelength of 1550 nm, and demonstrate a 42.28% focusing efficiency of the incident light and 70.01% modulation efficiency. The hybrid metalens' optothermal simulations show an optothermal conversion process of dynamic focusing, and a maximum laser density of 1.76×10³ W/cm² can be handled at an ambient temperature lower than 330 K. The hybrid metalens proposed in this work, a light-dose sensitive tunable smart metalens that can protect other instruments/systems or materials from being damaged, has its specific applications such as in anti-satellite blinding, bio-imaging, etc.     

图像的全息描述与编码

图像在不可靠信道中传输时由于信道误码和数据丢包等因素的干扰,解码图像的质量会受到很大的影响。图像的全息描述和编码能够很好地用于图像的鲁棒传输。对一维和二维全息描述进行了分析,给出了全息描述的数学表达,把基于小波变换域的图像编码方法用于图像的全息描述。对该方法进行了测试,结果表明该方法具有较好的抗误码特性。     

傅里叶干涉成像光谱技术中的重构方法

在干涉成像光谱仪的光谱复原中,由于系统存在各种误差,若直接对所得干涉图进行傅里叶变换重构,得到的光谱图会产生较大误差甚至错误。介绍了Sagnac型干涉成像光谱仪基本原理,针对上述问题得到一套对采集得到的干涉图进行光谱重构的方法,通过对所采集干涉图进行消趋势项、切趾、相位校正、共轭对称化等步骤的处理,再进行重构,即可有效避免直接重构所带来的误差,使用所研制的原理样机对氦灯等单色光源进行光谱曲线重构实验,得到的光谱强度分布曲线与标称曲线基本吻合,光谱复原精度达到了4nm,具有较好的重构效果。     

基于DCT算法的种子点相位解包算法

移相干涉术由于其高精度被广泛应用在光学元件的面形测量上,而由移相算法得到的相位数据被包裹在[-π,π]之间。基于区域生长理论的相位解包算法(种子点法)可以高精度地实现连贯区域的相位解包,基于离散余弦变换的最小二乘解包(DCT)算法可以实现矩形区域的相位解包,而实际测量中,经常会碰到被测件的有效区域为非矩形的分离区域。因此,在分析前两种算法优缺点的基础上,提出了基于DCT算法的种子点相位解包算法。首先运用DCT算法对整个包裹相位进行解包,然后运用种子点法分别解包各分离区域,再通过DCT算法求得的种子点干涉级次实现各分离区域解包相位的统一。实验结果表明,该方法克服了种子点法和DCT算法的缺点,可以准确、快速地实现分离区域干涉图包裹相位的解包,且比这两种算法具有更好的稳定性和更高的精度。     

Hyperspectral image compression using three-dimensional significance tree splitting

A three-dimensional(3D)wavelet coder based on 3D significance tree splitting is proposed for hyperspectral image compression.3D discrete wavelet transform(DWT)is applied to explore the spatial and spectral correlations.Then the 3D significance tree structure is constructed in 3D wavelet domain,and wavelet coefficients are encoded via 3D significance tree splitting.This proposed algorithm does not need to use ordered lists,moreover it has less complexity and requires lower fixed memory than 3D set partitioning in hierarchical trees(SPIHT)algorithm and 3D set partitioned embedded block(SPECK)algorithm.The numerical experiments on AVIRIS images show that the proposed algorithm outperforms 3D SPECK,and has a minor loss of performance compared with 3D SPIHT.This algorithm is suitable for simple hardware implementation and can be applied to progressive transmission.     

数字刀口仪定量检验非球面光学元件面形

构建了一台数字化刀口仪,利用该数字刀口仪对二次非球面光学元件进行实际检验,获得了非球面光学元件表面面形的均方根(RMS)值和峰谷(PV)值.将数字刀口仪测量结果与干涉仪测量结果进行比较,测量结果的一致性在0.001μm以内,验证了数字刀口仪定量检测非球面光学元件的可行性以及所研究的数字刀口仪的准确性.最后对测量结果进行...     

子孔径拼接技术在长平晶计量中的应用研究

研究子孔径拼接在长平晶测试中的应用。讨论了子孔径拼接的基本原理,建立了子孔径拼接模型,确定了进行长平晶拼接测试的基本算法。根据最小二乘法的基本原理,编制了子孔径拼接数据处理程序,通过使用该程序,可以有效地修正测试过程中产生的倾斜量。进行了长平晶拼接检测实验,拼接结果与全孔径检测结果进行了比较,结果表明,该程序能够满足长平晶的检测要求。     

有遮拦干涉图像的数字化处理技术研究

介绍有了遮拦干涉图像的数字化处理技术的原理与方法,利用移相干涉术的特点,提出了“阀值分割区域法”和“顺序跟踪边缘点”分割区域的方法。这些技术成功地应用到了对有遮拦的面形的测一和有遮拦的系统波像差的测量。     

嵌入式数字视频实时采集技术研究

激光通信的视频采集需要嵌入式标准化接口的实时数字采集,采取FPGA+SAA7111A的架构来实现系统的实时化、小型化、标准化和模块化。FPGA作为控制器,经I2C总线对视频解码芯片SAA7111A进行初始化。设计了两个读写互斥的存贮单元,分别用来存贮所采集的奇场和偶场数据,并专门设计了一个用于和图像处理单元通信的标准握手接口;为减小传送数据流量,对采集后的图像进行了提取和预处理。通过反复试验仿真,基于FPGA的整个图像采集方案可行,能够在图像采集处理系统中得以应用。