全息透镜的特性及其应用

自六十年代激光和全息术发展起来以后,用一个点源的全息图就可以制成全息透镜。由于它的成象原理和制造工艺与普通透镜不同,所以它是一种新型的成象元件。了解全息透镜的成象特性,已是光学设计工作者面临的一个新问题。本文首先结合普通透镜的成象特性,采用光线分析的方法介绍全息透镜的成象原理,物象关系,导出同轴和离轴全息透镜的初级象差公式,透镜的光栅方程。提出了K-矢量闭合和等效透镜的概念,使光学设计工作者无须了解过多的全息学方面的知识,就可以从事这方面的工作。     

声全息成象超分辨率处理

本文提出一种声全息成象超分辨率处理方法,它利用物分布有限及由此导出的全息矩阵元素间联系,由已知的全息数据延拓得到扩大的全息数据,从而提高系统成象的分辨率。文中导出了超分辨率处理的计算公式,并讨论了实际计算中得到物分布先验知识的方法。还指出这种超分辨率处理方法可以迭代使用,从而在无噪声的情况下,从理论上能无限提高系统分辨率。作了计算机模拟计算,说明方法是有效的。最后讨论了处理方法对噪声的敏感问题,给出了一些情况下输入信噪比对输出信噪比的影响曲线,说明这方法适宜于物分布角范围较小的情况。     

全息透镜光学特性与数值解析

全息透镜是一种新型光学成象元件,成象原理与制造工艺部与普通透镜不同,它有许多独特的性质.全息透镜可以单独使用,也可以与普通透镜混合使用,构成光学系统。本姓要阐述全息透镜在理想情况下的物象关系、成象原理、基点位置、焦距及放大率等光学特性;推导一组实用的计算公式,并附有计算举例。     

全息透镜的发展

<正> 由于全息术的发展和利用,出现了一种新型的成象元件,两个相干点源记录的全息图制成全息透镜。它的成象原理和制造工艺与普通透镜都不同。目前,国外在全息透镜的设计和制造方面进展较快,已经把全息透镜用于第三代夜视仪、     

曲面全息光学元件成象特性初步分析

本文根据全息学基本原理,应用光的干涉,衍射理论详细描述了曲面全息元件的成象特性。用位相比较法导出了一套曲面全息光学元件的成象公式及焦距和各项放大倍率计算公式。     

布阵声全息成象中复全息函数的实部与虚部的联系

本文提出一个从离散声全息成象的复全息函数实部导出其虚部的方法,以此虚部与原实部组成的复全息函数可以无共轭象地重建物象。方法的充分条件是物体线度小于或等于λz/2d,λ—波长,d—取样点间距,z—接收面与物间距离。作了计算机模拟计算,显示这方法的有效性。     

一种新的成象技术——穆斯堡尔成象

穆斯堡尔成象技术是1987 年由美国国家标准局S.J.Norton首先提出的[1].它与X射线成象(又称为CT断层成象)、核磁共振成象(NMR)一样能给出立体图象,虽然现在还不能在医学中应用,但在材料科学研究方面却已显示出广泛的应用前景. 在介绍穆斯堡尔成象之前,先介绍一下NMR成象.由于穆斯堡尔成象与NMR成象都依赖于原子核共振效应,因此它们具有许多相同的特征.NMR成象的原理是:由于原子核共振频率正比于局域磁场强度,因此,当施加一个外磁场于自旋体系时,不同频率的信号对应于实验样品内不同的空间位置.用这种方法可以将不同频率的信号转变为…     

数字全息图取样模型的简化研究

数字全息研究领域目前存在两种不同的数字全息图取样模型.按照这两种模型进行研究时, 不但涉及较复杂的数学运算, 在许多情况下还会导致不同的研究结果, 不便于理论分析及实际应用.基于对数字全息图记录的物理过程分析及电荷藕合器件(charge coupled device, CCD)几何结构的研究, 本文将这两种取样模型简化为相同的数学表达式. 利用数字全息图的余弦级数展开及取样定理对简化模型的研究表明, 简化模型不但具有清晰的物理意义, 而且可以方便地为应用研究服务. 基于简化模型对物光波通过光学系统到达CCD的数字全息记录系统进行了研究, 导出得到实验证实的波前重建表达式. 关键词： 数字全息 波前重建 相干光成像     

象质评价中的光学传递函数(三)

七、组合光学系统的传递函数一个成象系统,可能不只是由单个的光学系统所构成,其中往往包括若干个成象环节。举例来说,为了获得一张具有一定尺寸的照片,通常就需经过摄影和放大这两个独立而又互相衔接的过程。在前一过程中,照相物镜将物面的光强分布转换为象面上的光强分布,与此同时,作为一种成象器件的感光胶片,就把象面上的光强分布在自身之上形成潜影,再经显影处理后得到相应的光密度分布。在后一过程中,用适当方式均匀照明的底片起着物分布的作     

4F傅里叶变换系统粒子场测量的探讨

本文发现在三维粒子场全息测量中,经4F傅里叶变换,位于系统前焦平面前、后的粒子,在后焦平面的光场分布呈共轭关系.对记录景深和确定粒子空间位置不利.当4F系统采用放大形式,可提高粒子的衍射环可辨变和再现边缘的对比度.但放大倍数大于4,会使粒子记录和再现质量下降.     

基于时域多普勒修正的运动声全息识别方法

由于运动声源测量信号中多普勒效应的存在,一般声全息方法无法直接使用,而阵列信号波束成形处理方法无法进行定量分析.本方法建立了基于测量面、辐射面和全息面的运动学几何关系,提出了声源与测量信号之间的非线性时间映射方法,基于运动声源的声源特征函数,构造了消除多普勒效应的全息面时域声压分布.全息重建得到运动声源表面有效声压分布,实现了对主要声源处声压幅值的定量估计.实际运动声源的测量实验结果证明了该方法的有效性.     

散射光波场卷积重建的三种方法研究

将数字全息检测物体的表面视为散射面,当物体投影尺寸远大于CCD面阵尺寸时用球面波为重建波,对物平面光波场卷积重建过程进行了理论研究.导出了重建物光场放大率与重建参量的关系.介绍了通过补零扩大CCD平面以及对物体局域重建组合的另外两种卷积重建方法.通过实验对三种方法进了行比较.结果表明,球面波为重建波的方法优于另外两种方法.     

散射光波场卷积重建的三种方法研究

将数字全息检测物体的表面视为散射面,当物体投影尺寸远大于CCD面阵尺寸时用球面波为重建波,对物平面光波场卷积重建过程进行了理论研究.导出了重建物光场放大率与重建参量的关系.介绍了通过补零扩大CCD平面以及对物体局域重建组合的另外两种卷积重建方法.通过实验对三种方法进了行比较.结果表明,球面波为重建波的方法优于另外两种方法.     

雾化场光学全息与数字全息联合测量

针对雾化场光学全息测量存在干板湿化学处理繁琐、再现像采集耗时的问题,提出光学全息与数字全息联合测量的方法,建立由同轴光学全息、同轴数字全息以及数字延迟信号发生器组成的测量系统,并以双孔直射式喷嘴产生的雾化场为测量对象,利用该测量系统在一次测量中同时获得雾化场的光学全息和数字全息的再现图像,两者具有很好的一致性。光学和数字再现图像相对应的视场范围分别为27.87 mm4.77 mm和27.59 mm6.67 mm,数字方式获得视场范围内单一层面再现像的时间仅为8 s,而光学方式将近1 h。结果表明,光学全息与数字全息联合测量时,通过数字全息的雾化再现图像能够对实验总体效果进行实时评估,提高了雾化场全息测量的实验效率。     

像面滤波技术在无透镜傅里叶变换数字全息中的应用

无透镜傅里叶变换数字全息波前重建主要采用全息图的一次快速傅里叶变换方法,重建图像不能充分占有重建平面.本文基于像平面滤波技术,提出对物体局部区域光波场进行放大重建并让重建图像布满重建平面的方法,给出具有精细结构物体的数字全息波前重建实例.此外,将数字全息光波场重建视为具有方形出射光瞳的光学系统的相干光成像过程,导出了物体放大图像的分辨率与光学系统相关参量的关系,并通过实验给予证明.     

像面滤波技术在无透镜傅里叶变换数字全息中的应用

无透镜傅里叶变换数字全息波前重建主要采用全息图的一次快速傅里叶变换方法,重建图像不能充分占有重建平面.本文基于像平面滤波技术,提出对物体局部区域光波场进行放大重建并让重建图像布满重建平面的方法,给出具有精细结构物体的数字全息波前重建实例.此外,将数字全息光波场重建视为具有方形出射光瞳的光学系统的相干光成像过程,导出了物体放大图像的分辨率与光学系统相关参量的关系,并通过实验给予证明.     

全息记录新材料：重铬酸盐—三醋酸纤维素酯

本文报道一种新的全息记录材料：重铬酸盐－三醋酸纤维素酯组成的感光介质。这种全息材料具有较强的实时效应，较高的衍射效率，良好的抗潮能力和环境稳定性等特点。文中分析了这种材料的感光成象机理，通过实验研究了其全息记录特性，给出了实验结果。     

平面全息光栅曝光系统中的分光器件特性分析

分光器件是全息光栅曝光系统中的关键光学元件,它将入射激光光束分成两束,两相干光束叠加后形成干涉条纹。曝光系统的稳定性不但影响干涉条纹对比度,还影响光栅衍射波前像差、杂散光水平以及光栅掩模刻槽质量。为了提高曝光系统的稳定性,分析入射光束角度偏离与两相干光束夹角(2θ)的关系,并结合干涉条纹周期公式,分别导出了以光栅和棱镜作为分光器件时入射激光束角度偏离量与待制作光栅空间相位差的解析表达式,据此分析了光栅和棱镜曝光系统的稳定性。结果表明,采用光栅分光的曝光系统的稳定性比棱镜分光曝光系统稳定性提高5~6个数量级,这对长时间曝光制作全息光栅具有实际意义。     

模式偏置波前传感器理论模拟及实验验证

将模式偏置法与全息多重存储法波前传感器原理联系起来,通过研究模式偏置波前传感器的输出响应特性,间接得到全息模式波前传感器的运行规律.对模式偏置波前传感器进行理论分析与总结,并建立简化模型,针对若干阶Zernike像差,通过数值模拟对理论结果进行验证.模拟结果显示:传感器输出信号与各种类型待测像差系数有不同的变化关系,这...     

阿达玛变换在核磁共振成象中的应用

阿达玛变换应用到核磁共振成象技术中,能提高成象技术的灵敏度。本文阐述了阿达玛变换在线扫描核磁共振成象中应用原理,推出了合成的激发信号相位与阿达玛编码关系。得到频率合成的激发信号相位表,据该表合成的激发信号产生多个自旋回波,能使核磁共振成象技术速度快、灵敏度高。文中还对该方法作了深入的讨论。