一种实现MSD加法的光学方法

三值光学计算机系统结合光强与光的偏振方向表示三值信息,其核心器件——三值逻辑光学处理器是按照降值设计理论完成的,该处理器能完成所有19683种二元三值逻辑运算.本文旨在提出一种实现加法运算的新方法——用三值逻辑光学处理器实现加法.为了解决加法的串行进位延时问题,使用改良符号数表示进行数据编码,从而实现全并行无进位加法.用三值光学计算机与改良符号数表示相结合的方法实现加法既能够充分发挥三值光学计算机位数巨大的优势以及三值逻辑光学处理器能完成所有二元三值逻辑运算的特性,同时又发挥了改良符号数加法的无进位特点.经实验证明该方法具有可行性和正确性,是实现光学加法器的一种新思路.     

基于晶体双折射效应的光学逻辑处理器

利用晶体的双折射效应，发展起一种具有紧凑结构的光学逻辑处理器，实现对两个输入图像的所有１６种逻辑操作。具有体积小，性能稳定及高包装密度等优点。也给出了实验结果。     

一种新的光学鉴频方法

报道一种用光学色散元件进行光学鉴频的新方法。在干涉滤光片构成的实验系统上证实了最初的理论设想。     

合成孔径雷达光学处理器的检测方法

本文以一个通用合成孔径雷达光学处理器(简称OSARP)的检测为例,来说明OSARP的检测方法。给出OSARP的每个可调部件与合成孔径雷达(简称SAR)数据片的各特征参数间的关系,通过测量调整量求得OSARP的适用范围;用普通检测目标加位移透镜,来检测OSARP的成像质量。同时用模拟的SAR数据片,以另一种方法对OSARP做检测,结果相同。最后处理了真实SAR数据片,用来展示SAR和OSARP的综合成像质量。文中给出一些实验照片和数据,结果表明,本检测方法是可行的。     

一种实现二进制加法符号替换规律的光逻辑系统

为了实现二进制加法符号替换规律,本文提出了一种简单的光逻辑系统,它仅包括一片二维列阵光学双稳器件.本实验采用同时具有NXOR和OR逻辑功能的透反射型ZnS光学双稳干涉滤光片作光逻辑器件.该光学逻辑系统完成了二进制加法四个符号替换规律的并行替换.光学系统采用固定的自由空间互连方法,具有光学硬件少,光功率损耗低,结构简单、实用的优点.     

一种离轴抛物面镜像差校正镜组的设计

无光焦度校正板在光学像差校正中具有重要的作用。为校正大口径离轴抛物面的轴外像差,根据离轴抛物面式平行光管的设计特点,提出了一种用偏置于离轴抛物面镜之后的无光焦度校正板以校正其轴外像差的新结构。根据三级像差理论,分析并进一步推导了大口径离轴抛物面的单色像差分布系数,推导出偏置无光焦度校正板与离轴抛物面的空间几何关系,得出了计算偏置无光焦度校正板初始结构的方法。经过实例验证,由此方法计算出的初始结构参数正确,可有效提高优化设计的效率,同时,此结构能够以相对较小的口径校正离轴抛物面的轴外像差。     

一种精确测量光学球面曲率半径的方法

在简要总结各种检测光学球面曲率半径方法优缺点的基础上,提出了利用激光跟踪仪和激光干涉仪测量光学球面曲率半径的新方法。首先,通过激光跟踪仪精确定位测量干涉仪出射球面波前的焦点和待测球面镜的曲率中心点坐标,再调整待测球面镜与干涉仪的相对位置,使待测球面镜达到零条纹干涉状态,用激光跟踪仪测定此时待测球面镜上多点的位置坐标,通过计算分析即可得到待测球面镜的曲率半径。研究和分析了这种测量光学球面曲率半径方法的基本原理,并提出了针对凸球面镜曲率半径的多区域测定平均综合优化的方法。结合实例对一口径为400mm的球面透镜进行了曲率半径的测量,测量得到其两面曲率半径分别为1022.283mm(凸面)和4069.568mm(凹面),并将该透镜进行了轮廓法测量对比,其相对误差都小于0.05%。     

一种基于轮廓形变度的光学伪装效果评价方法

针对光学伪装效果评价中的目标轮廓变形问题,提出了一种基于轮廓形变度的二值统计矩算法.首先,对伪装目标的原始背景图像进行二值化处理,然后对背景图像均匀分割,提取目标的轮廓特征,以此构造一个轮廓特征向量的二值统计矩阵.最后,采用欧氏距离与余弦归一化的方法对二值统计矩进行计算,获得目标的轮廓形变度值.实验结果表明,提出的二值...     

一种基于测量空间样条插值扩展的扩散光学层析图像改善方法

面向基于光扩散模型的平板乳腺扩散光学层析反演问题,提出了一种有效提高图像重建质量的方法.针对扩散光学成像逆问题存在不适定性的特点,在不增加源和探测器数量的基础上,通过样条插值的方法有效地扩展测量空间,由此改善了逆问题中未知量远远多于已知量(测量值)的问题,在一定程度上减轻了反演问题的不适定性,使得重建图像在空间分辨率和量化度上都有相应的提高.通过对内置两非光学均匀立方体的平板模型进行模拟成像,并分析重建图像的空间对比度.结果表明:经过样条插值对测量空间的扩展,重建目标的空间分辨率可以达到边对边4 mm.     

实现全局优化的一种新途径

提出了一种在光学自动设计中寻求全局优化的新方法；随机抽样法，在与国外流行的模拟退火法作比较讨论的基础上，给出了两个设计实例，双单透镜和双高斯照相物镜，证明本方法是切实可行的。     

一种LED光能收集光学系统的设计

LED作为照明光源在现代光电仪器中得到广泛应用,光能利用效率与光学系统形式密切相关.针对将大发散角LED的光高效会聚到光纤接收端面的需求,提出了一种椭球面和聚光透镜组合光学系统设计的思路.推导了椭球面几何参数、聚光透镜高斯参数等的计算公式,讨论了此类光学系统设计必须满足的约束条件.实例验证了设计方法的可行性.     

Optoelectronic Butterfly Interconnection Implementation of an n-bit Parallel Full Addition and Subtraction

ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＢｕｔｔｅｒｆｌｙＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｎｎ－ｂｉｔＰａｒａｌｌｅｌＦｕｌｌＡｄｄｉｔｉｏｎａｎｄＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ￥ＷＡＮＧＮａｘｉｎ；ＳＵＮＤｅｇｕｉ；ＨＥＬｉｍｉｎｇ；Ｗ...     

An Efficient Dispersion Calculation Method for Axially Symmetric Optical Fibers

An efficient numerical modal calculation method for an axially symmetric optical fiber is presented using a numerical Galerkin's method. By decomposing the transverse electric field of a guided wave with Bessel functions of the first kind in cylindrical polar coordinates, we have shown that dispersion characteristics of an optical fiber can be obtained very easily. In order to illustrate the effectiveness of this suggested method, numerical examples are given for a step index fiber, a W-shape depressed inner cladding fiber, and a dispersion-flattened fiber.     

一种应用于大范围视觉测量的二维卷积光重心法

机器视觉由于具有非接触、可视化好、自动化和智能性高等优点,在航空航天、国防、工业现场等重要领域得到广泛的应用,其特征点的检测精度会大大影响视觉测量的精度。在研究视觉测量的光点中心提取技术的过程中,提出二维卷积光重心法,可有效地抑制光点边缘对光点中心位置的影响,大大地提高了光点中心的提取精度,既可以应用于发光特征点的提取,也可以应用于反光特征点的提取。利用该方法提取空间特征点进行三维重构的精度也比其他方法要高,能达到10^-4左右,基本满足工程测量的要求。     

Optical binary logic gate-based modified signed-digit arithmetic

A new design approach for a three-step modified signed-digit (MSD) adder is presented that can be optically implemented using binary logic gates. The proposed scheme depends on encoding each MSD digits into a pair of binary digits using a two-state and multi-position encoding scheme. The proposed design algorithm depends on constructing the addition truth table of binary-coded MSD numbers and then using Karnaugh map to achieve output minimization. The optical binary logic gates are obtained by simply programming the decoding masks of a shadow-casting-based optical logic gate system. The proposed scheme results in a simple, compact, and efficient optical binary gate-based parallel addition system.     

An Optical Readout Method Based Uncooled Infrared Imaging System

This paper presents an optical readout method based uncooled infrared imaging system that contains an optical read-out section and a bi-material micro-cantilever arrays (BMCA) detector. The optical read-out section is based on incoherent light spatial filter technique. The read-out section converts the deflection angles of BMCA caused by absorption of infrared (IR) radiation to a visible image through optical filtering operation of the BMCA with a knife-edge filter. A spatial mathematical model is presented to describe the read-out method and its validity is proved. The IR image of a person’s hand obtained through the using of the 100 × 100 BMCA and the 12-bit A/D quantizer demonstrates the ability of the system to create image. The performance test shows that the average Noise-equivalent temperature difference (NETD) of the imaging system can arrive at about 183mK with some areas having a NETD as low as 78mK. Project supported by Natural Science Foundation of China (No.60576053), National Technology Research and Development Program of China (No.2007AA03Z333).     

An Optical Image Encryption Method Using Hopfield Neural Network

In this paper, aiming to solve the problem of vital information security as well as neural network application in optical encryption system, we propose an optical image encryption method by using the Hopfield neural network. The algorithm uses a fuzzy single neuronal dynamic system and a chaotic Hopfield neural network for chaotic sequence generation and then obtains chaotic random phase masks. Initially, the original images are decomposed into sub-signals through wavelet packet transform, and the sub-signals are divided into two layers by adaptive classification after scrambling. The double random-phase encoding in 4f system and Fresnel domain is implemented on two layers, respectively. The sub-signals are performed with different conversions according to their standard deviation to assure that the local information’s security is guaranteed. Meanwhile, the parameters such as wavelength and diffraction distance are considered as additional keys, which can enhance the overall security. Then, inverse wavelet packet transform is applied to reconstruct the image, and a second scrambling is implemented. In order to handle and manage the parameters used in the scheme, the public key cryptosystem is applied. Finally, experiments and security analysis are presented to demonstrate the feasibility and robustness of the proposed scheme.     

光腔模式及光束传输的特征向量算法

发展了一种新颖的适用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法.该方法的核心是基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论构造了一种新的光腔传输矩阵,通过求解激光谐振腔的本征积分方程,即可一次求解得到表征腔镜上多个光场模式振幅及相位分布的特征向量组;而谐振腔内或腔外任意地方的光场分布,也可采用该方法进行光束传输模拟而求得.对与该方法有关的单元划分、形函数选取、误差及稳定性分析等问题进行了论述,分析表明:合适的单元划分和形函数选取有利于提高计算速度、精度和稳定性.