科里奥利力现象演示的新方法

当物体相对于转动参照系存在相对运动时,对于转动参照系,物体除了受到惯性离心力作用外,还会受到科里奥利力的作用,我们利用磁性显示板显示运动轨迹的方法直观而且清楚地演示了这一力学现象。     

筷子变粗了还是变细了

观察下面两幅照片,我们不难发现图1显示水中的筷子比实际筷子粗了,而图2却显示水中的筷子比实际筷子细了.这是为什么?我们从水面上看水中的物体,看到的是物体的像,而不是实际的物体.这是由于光线从水中射向空气时发生了折射.折射成像为什么不和平面镜一样     

声镜

 声镜即超声显微镜,是以超声为载体,并使其沿一定路径传播、转换,从而显示物体细微结构的显微装置．１９３６年前苏联科学家索科洛夫提出超声显微镜的设想,到六、七十年代,随着与声成像相关技术的进步,超声显微镜象电子显微镜一样有了长足发展,其中凯斯勒等人的激光扫描声镜（ＳＬＡＭ）和夸特等人的聚焦声束机械扫描声镜（ＳＡＭ）是目前声镜两个较主要的分支．声镜特点：超声显微镜利用物体声学特性的差异来显示物体．物体的声学特性是指声阻抗率和声衰减,它们与物体的结构、成份、弹性和粘弹性有关．而与物体的透光性、颜色无关,所以声镜最引人注目的特点是：被测物体不需透光;对于生物组织切片或样品无需染色.     

红外激光技术在运动物体位置跟踪系统中的应用

运动物体位置跟踪系统可用工作在红外波段的激光 ,测量“调制光波”往返于被测距离上相位差的方法来测定距离。利用 DSP鉴相技术 ,通过快速傅立叶变换软件可快速实时测量运动物体的距离及其运行速度。该系统能极其准确地显示运动物体的实际位置 ,实现对运动物体速度的数字化控制。     

利用有效势能曲线对轨迹的分析与数值模拟

采用中心力的有效势能对一个力学问题进行分析,得出了物体运动的规律和特性,并且采用数值模拟直观地显示了物体运动的轨迹,其结果与有效势能曲线一致.     

基于多层半透明薄膜的三维显示技术研究

近年来三维显示技术得到了学术界与工业界的广泛关注,其目标是使观察者在不佩戴任何辅助设备的情况下,使用裸眼观察到与实际物体近乎一致的三维图像。基于多层半透明薄膜结构实现了在平面上的三维显示。与传统的三维显示技术相比,这种显示技术的分辨率与对比度更高,结构也更加简单,易于制造。基于这种多层平面三维显示原型,进一步利用镜面反射原理,将其扩展成空间三维显示,使观察者可以在半空中多角度观察到虚拟的三维物体。     

动态全息三维显示研究最新进展

全息三维显示是真三维显示技术, 其原理是利用光学干涉记录和衍射再现将物体或场景的三维信息全部重建出来, 所以观看全息三维图像与观看真实物体或场景的效果一样. 近期全息研究领域有一些突破性的成果被报道, 将推动全息显示的应用不断走向成熟. 本文将重点介绍基于光学材料和空间光调制器为全息图承载载体的动态全息三维显示最新发展状况. 虽然动态全息三维显示研究仍然存在挑战, 但最近研究中已经利用光学材料实现了实时动态全息三维视频显示, 这为未来实现大尺寸、高分辨率、彩色全息真三维视频显示提供了可能.     

基于光场相机的全视差三维显示

针对光场相机采集的三维信息在显示时只能呈现非常窄的视差问题,对光场相机信息记录过程进行了分析,提出一种将光场数据转化为元素图像阵列(EIA),并对EIA中的物体进行重新采样以调整深度的全视差三维显示方法。为了验证该方法的有效性,使用光场相机采集真实三维物体,利用所提方法对光场图像进行处理后,将其在深度优先集成成像(DPII)系统中进行显示。实验结果表明,利用所提方法可以实现光场数据的全视差三维显示。     

偏振图像的探测及处理

利用CCD探测物体反射光的偏振信息,再通过适当的图像变换,得到物体的偏振图像。通过和物体原光强图像相比,可看出物体的偏振图像具有普通成像技术所不具有的优势,在目标识别、植被探测等方面都具有广泛的应用前景。在主要进行的三组实验中,不同情况下的植被树叶被作为对象并拍摄了它们的偏振图像,并通过与树叶光强图像的对比,显示了偏振图像的优势所在。     

孔径旋转频闪散斑照相法测量物体的固有频率

提出了一种测量物体固有频率的新方法－－孔径旋转频闪散斑照相法。该方法能方便地测量振动物体的固有频率，具有精度高、全场显示、条纹可见度好等优点，给出了理论分析和实验结果。     

双频相位测量轮廓术及其误差分析

提出一种双频相位测量轮廓术，利用这一技术。在相位恢复过程中，对有断点及边界区域也能得到正确的去包裹相位值，把这一技术用于三维面形测量中，得到了较好的实验结果。最后，分析实验产生误差的原因。     

Quantitative phase retrieval in X‐ray Zernike phase contrast microscopy

In recent years, increasing attention has been devoted to X‐ray phase contrast imaging, since it can provide high‐contrast images by using phase variations. Among the different existing techniques, Zernike phase contrast microscopy is one of the most popular phase‐sensitive techniques for investigating the fine structure of the sample at high spatial resolution. In X‐ray Zernike phase contrast microscopy, the image contrast is indeed a mixture of absorption and phase contrast. Therefore, this technique just provides qualitative information on the object, which makes the interpretation of the image difficult. In this contribution, an approach is proposed for quantitative phase retrieval in X‐ray Zernike phase contrast microscopy. By shifting the phase of the direct light by π/2 and 3π/2, two images of the same object are measured successively. The phase information of the object can then be quantitatively retrieved by a proper combination of the measured images. Numerical experiments were carried out and the results confirmed the feasibility of the proposed method. It is expected that the proposed method will find widespread applications in biology, materials science and so on.     

Realization of Absolute‐Phase Unwrapping and Speckle Suppression in Laser Digital Holography

In this paper, an absolute‐phase unwrapping and speckle suppression approach to reconstruct a three‐dimensional (3‐D) image of an object with laser digital holography is described. This method offers three advantages to enhance the performance of the phase reconstruction technique. First, both speckle suppression and phase unwrapping are processed in the complex amplitude domain rather than in the single phase or amplitude domain. With this approach, the phase details of the object are better preserved upon phase reconstruction. Second, the proposed algorithm requires no threshold determination and thus achieves self‐adaptive speckle suppression and robust phase unwrapping, in contrast to other methods. Finally, an improved dual‐domain image denoising method is applied to further remove speckle‐remnant‐induced phase distortion. Ideal 3‐D phase reconstruction results are obtained both theoretically and experimentally for the first time.     

相位物体的相位检测分析方法

介绍了相位物体的相位检测方法,包括传统的暗场法、纹影法和相衬法,重点介绍基于图像处理的相位物体的双点源光束干涉测量与扫描成像方法,并比较它们的优缺点,同时对目前的研究进展进行了综述.     

级数相位去包裹方法

提出了一个简单的相位去包裹方法－－条纹的极数相位去包裹算法,将其用来恢复物体的真实相位。与传统的条纹相位去包裹方法相比较,该方法能够消除光载频、物体边缘、阴影和盲点的影响。理论分析和实验结果证明该方法适用于条纹空间相位测量方法解调的包裹相位。     

基于压缩传感的纯相位物体相位恢复

传统的相位恢复算法通过双强度或者单强度测量的数据进行迭代运算以恢复丢失的相位信息, 它要求采样数据必须满足香农采样定理.当成像的分辨率较高时, 大量的测量数据势必会对数据采样设备提出更多的要求.因此, 为减少采样负担, 本文提出了一种基于压缩传感的相位恢复算法, 通过在傅里叶面的少量单强度测量数据, 应用改进的混合输入输出算法来恢复纯相位物体的相位分布.在采样数据远小于采样定理所需的条件时, 该算法仍能精确地恢复相位分布具有分块均匀特征的纯相位物体.数值仿真实验表明该算法具有良好的收敛性能. 关键词： 相位恢复 压缩传感     

基于随机相位调制的数字全息相移量提取方法

提出了一种在相移数字全息中提取相移角的方法.该方法通过在相移数字全息中引入随机相位板对物光波的相位进行调制,使得物光波在全息面上的相位分布成为近似理想的随机分布,进而根据这种随机分布的统计性质对相移角进行提取.计算机模拟结果表明,该方法提取出的相移角与设定的相移角之间的相对误差小于千分之一.同时,经过对比采用随机相位板和不采用随机相位板的计算结果发现,物体衍射光波在全息面上的相位分布具有一定的相关性.     

Stokes参量数字全息法实现相位物体成像

为实现对相位物体的无损检测和成像,克服数字同轴全息相位物体成像技术在消除零级像和孪生像的干扰时存在的系列问题,提出一种基于Stokes参量的新的数字同轴全息技术。该方法区别于传统的利用干涉光场来记录原始像项的数字全息方法,通过测量物参光合成光束的Stokes参量来分别得到这两束光的振幅和相位差,从而准确、唯一地获得原始像项;再利用数字再现即可重构物光的振幅和相位信息。实验中对弱吸收的相位样品进行了测量,得到样品清晰的振幅和相位分布。结果表明,采用该方法对相位物体进行数字全息再现,可以克服传统同轴全息图中零级像和共轭像对相位物体信息的严重干扰,对于提取相位物体的振幅和相位信息是可行和有效的。     

编码非相干光源光栅干涉仪

利用光栅进行相衬观察位相物体，光栅作为分束器获得双光束，将双光束干涉条纹调制在位相连续变化的物体上可以支位相物体的折射率进行定量测量。采用编码非相干光源抑制相干噪音，使输出图像更为清晰。     

近场X射线位相衬度成像及位相恢复算法

理论分析了X射线衍射位相成像和近场位相恢复算法。定义了一个最佳成像距离，给出了基于最佳成像距离和特征空间频率的衍射场光强分布新的表达形式。基于模拟位相物体给出了数值模拟结果。由此得出了探测距离和多色辐照对相衬图像和位相恢复结果的影响。本文给出的结果将对同轴x射线相衬成像实验具有一定的指导作用。