应用波分复用改善像束传像系统像质的研究

本文通过分析空间波分复用系统中包散元件的色散平均效应,用线扩散传递函数研究了像束传像性质,由光学成像的本征理论用像束成像信息量分析了波分复用改善像束传像像质的机制,并从实验上验证了上述分析结论.     

半色调荧光图像的光谱反射与透射模型

荧光油墨半色调印刷品的显色预测规律是彩色成像领域内十分关键的课题。把荧光半色调印刷品反射出来的光分成两个独立的部分,即由最初入射光组成的主光流和由于吸收了主光流而产生的荧光流;并且采用了一个指数矩阵来描述墨层产生的荧光光强,从而得出了荧光半色调图像色彩的光反射规律。考虑到入射光中从一种颜色油墨入射后再由同色油墨出射的概率要比从其它色油墨出射的概率要大的事实,讨论中引入权重因子描述从同色油墨出射部分与从整个表面出射部分比例不同的现象,建立了荧光油墨半色调图像的Clapper-Yule新光谱反射率模型。     

湍流大气中图像传输的信息量

分别从系统像的信息量和信息自由度的角度分析了大气湍流对相干和不相干照明光学系统成像质量和分辨率的影响。理论上，处于一定大气湍流条件下的相干照明系统存在着超出经典衍射极限的超分辨率。     

半色调双面图像的色彩预测Clapper-Yule模型

为了准确地预测印刷图像的光谱反射率,在假定油墨是非散射介质以及油墨的折射率与纸张的折射率近似相等的近似下,利用考虑光在纸基内多次内反射的Clapper-Yule理论和描述多重内反射的网状结构分析模型,建立了同色不同加网周期双面墨像的光谱反射色彩预测模型.同时给出了包含纸基的向下体反射和反面纸基-空气构成界面定向反射作用的单面墨像Clapper-Yule色彩预测修正新模型.     

彩色半色调墨点边缘羽化的Clapper-Yule扩展模型

研究了墨点边缘发生羽化现象(非二值理想墨点)对印品光谱反射率的影响,为色彩预测模型的理论研究提供一个新的思路。采用二维高斯函数模拟墨点表面的形态,利用多重积分计算出墨点羽化后的体积,根据体积的恒常性即羽化前后墨点体积相等,推导出含边缘坡度因子σ的网点面积率以及含墨层相对厚度因子的油墨透射率,由此建立了一个Clapper-Yule扩展模型。模型的数值模拟结果表明墨点边缘油墨铺展所导致的网点物理扩大,增加了油墨对光的吸收,从而降低了最终的光谱反射率。采用Clapper-Yule分程模型对颜色进行预测时需考虑墨点边缘羽化所带来的物理网点扩大,该模型适用于彩色半色调印品的颜色预测与控制。     

大气湍流中高斯空心涡旋光束的焦面光强分布

运用广义惠更斯-菲涅耳原理和相位结构函数的平方近似,研究了聚焦高斯空心涡旋光束通过湍流大气传输后在焦平面内的光强分布的理论模型,同时分析了不同大气折射率结构常数C2n、聚焦距离、光束拓扑荷和湍流外尺度对焦面光强分布特性的影响.结果表明:随着聚焦距离的增加,焦面光强分布由中央凹陷状向高斯分布转变.弱湍流对焦面光强分布的影响可以忽略;高拓扑荷光束在湍流大气中传输时光波奇异性的保持较低拓扑荷奇异光束要强;随着湍流外尺度增加,焦面光强分布的中央凹陷状变浅,光强分布变平滑.     

激光大气传输束心抖动概率分布

用概率理论研究了湍流大气中传播激光束心抖动概率分布和抖动导致点孔检测平均光强起伏概率分布。结果表明，二维束心抖动概率满足Ｒｉｃｉａｎ分布而点孔检测平均光强的起伏满足Ｇａｍｍａ分布。     

Wavefront dislocations of Gaussian beams nesting optical vortices in a turbulent atmosphere

A phase singularity of the light field created by interference of two Gaussian singular beams which propagate in a weak and near ground turbulent atmosphere is analyzed by the Rytov approximation and the short-term averaging method of the dislocation-position. We demonstrate that an edge or circular dislocation may be formed by both parallel and coaxial or noncoaxial collimated beams with different or equal beam-width interfere. The edge or circular short-term wavefront dislocations of super position field depend on the atmospheric turbulence strength, beam propagation distance, amplitude ratio, dislocation of nesting vortices, and beam-width or beam-width ratio of the individual beams.     

镜面物体往复通过弱湍流大气系统的成像

分别利用部分相干理论、以广义随球波函数为基础的Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｏｅ′ｖｅ展开和相干成像理论研究了弱湍流像差大气照明系统互强度函数传输特征和位地湍流介质中镜面物体成像规律。结果表明：仅当反射光束相干尺度（成像光束等效直径）小于成像孔径的尺度时才能改善湍流大气中两次成像的质量。     

半色调彩色图像的反射率模型

光在纸张与油墨内散射或油墨在纸基内渗透都将影响半色调印刷图像的阶调特性．考虑到油墨在纸面上扩展所形成的墨点非矩形特性、光在纸基内传播的多次散射性和油墨在纸基内的渗透作用，采用纸张与油墨反射率与透射率的迭代修整方法建立了印刷图像的反射率新模型．理论模型中用纸张与油墨的反射率是油墨网点面积率的函数和实验参量砌描述纸张和油墨对反射模型的影响．