基于物像视差比较的透镜组焦距测量系统的设计

透镜组的焦距可以用测节器来测量,利用测节器测量的优点就是直观,在不用测节器的情况下,我们还可以用牛顿公式来测量,在利用牛顿公式时,需要知道焦点、物点、像点位置,常用的方法是对成像清晰程度进行判断,不同的人判断是不一样的,误差较大。文中采用物像视差比较的方法来判断,首先介绍整个测量系统,再介绍针尖系统,最后利用物像视差比较的方法,测出焦点、物点、像点位置,最终得到透镜组的焦距,相对偏差是0.13%,同时用测节器测量透镜组焦距,相对偏差0.45%。可以看出用物像视差比较的方法测量的结果更精确。     

诺莫图法在薄透镜和球面镜成像分析中的应用

在满足近轴光线的条件下,可以利用成像公式和光路图法分析薄透镜或球面镜的物像关系,而本文介绍的这种诺莫图法,可以在直角坐标系上用坐标图示法分析薄透镜和球面镜的物像关系,不仅可以精确求得实物或虚物的成像位置,还可以判断出像的性质,具有简单、直观等特点,可以作为分析物像关系的一种补充手段.     

利用几何画板软件处理物在水中像的位置

如何准确处理物在水中像的位置是初中光学知识的难点, 常规作图方法较为繁琐. 本文将利用几何画 板软件, 通过构建物像模型经过动态演示后得出像与物的位置关系, 并得出相关结论     

薄凸透镜物像关系曲线的研究

研究了物体从-∞移动到+∞的过程中,各区间相应的像距变化规律,设计了实物成虚像和虚物成实像的实验光路,分别用3种对应的光路确定了各种条件下像的准确位置,用逐点描绘的方法绘制了薄凸透镜的物像关系曲线. 从曲线图上可求出薄凸透镜的焦距,总结出物体在空间的变化规律及像的性质.     

干涉条纹场成像的目标重建

分析环状条纹干涉成像的信号提取方式,用计算机模拟目标二维图像的重建方式,研究干涉环中心在照明场中心的位置对点扩展函数的影响,并用实验论证上述影响。     

图解法分析自聚焦透镜的物像关系

从自聚焦透镜的成像特性出发,导出了自聚焦透镜与普通透镜相同的高斯物像公式.采用理想光具组图解法分析了自聚焦透镜子午光线的成像.该成像法只需要找出基点、基面的位置,利用两条特殊光线,便可以在确定物体具体位置和高度的情况下通过图解法,得出像的具体位置和大小.对直径为1.82 mm的自聚焦透镜的物像关系进行了实验研究,结果表明图解法能够很好地分析自聚焦透镜成像.     

用改进的Fienup迭代算法进行数字全息重建

数字全息成像中往往包括再现像、共轭像和零级项,再现像的分离是常见而又难以彻底解决的问题。提出一种新的全息图重建算法,即利用相干衍射成像（CDI）中的迭代方法处理数字全息图,实现仅有一个实像的再现结果,从而彻底解决该问题。该方法包括两个步骤：首先通过CCD分别测量样品单独存在、样品和参考光同时存在以及参考光的远场衍射分布;然后通过计算机进行迭代运算。由于干涉光的存在,该算法比传统的CDI算法有更快的收敛速度和重建质量。同时进行了数值模拟验证并对生物切片进行了物像重建。     

分析立体光路 找准水下物像

分析指出了在竖直平面内用两条光线确定水下物像位置的错误, 通过绘制相同入射角多条光线的立体 光路图, 直观地得出了水下物像在物体正上方的结论, 并给了实验支持     

三维海洋波导中散射目标快速声学远场成像

研究用声传播远场分布信息成像海洋波导环境中三维散射目标的反问题,提出一种指示器样本成像方法,在不需要预先知道散射目标的任何声学和几何特性的情况下,可以快速得到其位置、形状等几何信息的一个理想的像.数值试验表明,该方法对成像海洋波导中三维散射目标是有效的,即使在有限孔径测量方式和具有噪声测量数据时,也能够得到散射目标的一个理想成像,表明海洋波导边界的多重反射效应对成像效果具有一定的正面影响.     

Fraunhofer全息图无透镜再现中的物像共轭关系

运用相因子判断法，导出了Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ全息图无透镜再现时再现像与再现光源之间满足的物像共轭关系，分析了再现光源位置变更对再现像性质的影响。     

如何准确测定薄透镜的焦距

光学实验中,薄透镜焦距的测量是最基本的实验,常用的测量方法有:物距与像距法(简称为物像法),透镜二次成像法、自准直法、辅助透镜成像法、准直光管法等.除了自准直法和准直光管法外,无论使用哪种方法,都必须要直接测定像距.虽然从理论上说,物距和像距都可以近似地用从透镜光心算起的距离来代替而不必考虑透镜本身的厚度,因而测出的焦距一般较为准确,但由于视差、景深等因素的影响,使得在实验过程中难以准确地确定像的位置,故而使得实际的测量结果相当不准确.     

球面折射系统对高斯光束的变换和传输模拟

为研究高斯光束在厚透镜中的传输特性,由几何光学处理傍轴光线的方法,理论上推导了高斯光束的物像束腰位置以及物像束腰半径间的关系,并由高斯光束传输光线就是单叶双曲面直母线的假设,光线追迹模拟了高斯光束在透镜系统的传输过程.模拟结果表明,当物高斯光束束腰位置与透镜系统物方焦点的距离远大于高斯光束的共焦参数时,用几何光学傍轴光线方法所得到的高斯光束束腰位置和半径的理论结果与光线追迹得到的高斯光束束腰位置和半径模拟结果一致,否则,光线追迹模拟结果不正确.     

通道调制型偏振成像系统的偏振参量重建

通道调制型偏振成像系统中,焦平面上获取的信息需要通过目标偏振参量的重建才能有效提取,因而重建是目标识别、材料分析、生物医疗等技术进一步应用的前提.为了实现在非理想情况下通道调制型偏振成像系统的偏振参量精确重建,需要解决成像系统中电荷耦合器件(CCD)采样频率与频谱位置偏移对重建的影响.本文首先详细分析了频谱不发生混叠的条件:CCD采样频率应至少为4倍基频;在偏振干涉频谱位置偏移时,使用最大频谱法确定各个偏振态的载波频率,通过频移、滤波和傅里叶变换获得目标的偏振重建二维图像;最后通过计算机模拟仿真与实验分析结合的方法验证该重建方案的可行性与有效性.模拟与实验结果表明:改进后的偏振重建法得到的偏振图像与原始输入图像的均方差在0.001以下,峰值信噪比有明显的提高,且结构相似度可达到0.9以上,表明该方法获得的二维偏振态重建图像精度高,与理论偏振解调法相比具有很大的优越性.该工作希望为后续偏振探测与分析进一步的研究提供参考.     

多层平行板组合光具组的成像公式及其推导

关于多层平行板组合光具组成像问题,一般的处理方法是利用几何光学基本定律结合作图求解,常常显得很繁杂.本文的出发点是:“物像关系应该可以用普遍的物像公式求解”,同时考虑到问题的特殊性,得出处理平行板组合光具组的一般结论,进而推广到变折射率问题. 取如图所示的光学系统为研究对象,其中,AB为物,n0为物空间的折射率,s为物距(从第1界面算起),人眼所在的空间(即像空间)的折射率为n‘0,它通过一折光系统看到AB的像A’B’离第N+1个界面的像距是 s’(图中未画出这一点),而这一折光系统是由厚度分别为d1、d2、d3、…dN,折射率对应为n1、…     

薄透镜焦距测量方法的研究

传统的焦距测量方法由于人眼分辨率的局限性,光屏在一段区间内移动时,物像都很清晰,难以准确判物距,测量精度不高.对传统的测量方法进行改进,采用测微目镜做像屏,1/10mm分划板作为物体,利用消视差技术判断最佳成像的位置,提高了测量精度.     

一维丝室气体探测器衍射像差的修正方法研究

一维位置灵敏单丝气体探测器采用单根镀金钨丝和200根阴极感应条的探测结构, X射线在阳极丝上产生的信号被多个阴极条感应, 利用重心法得到X射线的原初电离点的位置信息, 位置分辨率达到160 μm(半高全宽). 在同步辐射衍射实验中, X射线通过样品后会形成不同大小的衍射环, 本实验中测量得到11.148°和14.201°的两组衍射角位置信息; 通过平行移动一维探测器在衍射环范围内多次扫描, 可以重建得到二维衍射环. 由于一维探测器的气体厚度和入射窗宽度会给测量结果带来像差, 分析发现像差的影响大于一维探测器的位置分辨. 基于相应的物理分析对测量到的衍射位置进行修正, 修正后的衍射位置相比修正前的衍射位置的相对像差最大改善达到7%, 该方法实现了无像差二维衍射环的重建.     

基于傅里叶变换的三正弦码标尺定位算法研究

研究了三正弦码标尺应用于电子水准测量中实现标尺自动化读数的定位算法.在频域通过提取特征谱线位置计算物像比及视距,利用其相位进行几何定位并获取各码条等效宽度.求解像面上首码字中各周期码的相位值,根据其组合确定标尺粗读;通过几何定位得到视准线与首码字的相对距离,与粗读相结合得到标高读数.实验测量准确度满足实际需要,表明了该算法的可行性.     

重建彩色数字全息图时不同色光物光场的准确重叠研究

将数字全息检测物体表面视为散射面,球面波为参考波,使用角谱重建算法对不同波长照明情况下物平面光波场重建位置进行研究.结果表明,不考虑图像的物理意义时,衍射的一次傅里叶变换重建像中心与物光场频谱的中心相对应,以一次傅里叶变换重建像为参考,可以较好地确定物光场频谱位置,按照可变放大率的角谱重建算法实现不同色光重建场的准确重叠.     

重建彩色数字全息图时不同色光物光场的准确重叠研究

将数字全息检测物体表面视为散射面,球面波为参考波,使用角谱重建算法对不同波长照明情况下物平面光波场重建位置进行研究.结果表明,不考虑图像的物理意义时,衍射的一次傅里叶变换重建像中心与物光场频谱的中心相对应,以一次傅里叶变换重建像为参考,可以较好地确定物光场频谱位置,按照可变放大率的角谱重建算法实现不同色光重建场的准确重叠.     

光电子技术与器件 光电成像与器件

TH703 2005021327 激光线扫描测量系统中物像对应关系的建立=Establish- ment of the mapping relationship between an object and its image in a laser linear scanning system[刊,中]／徐永安(北 京航空航天大学计算机学院.北京(100083)),杨钦…//光 电工程.-2004,31(12)．-38—42 提出一种基于样本线建立物像对应关系的标定法。 该方法采用三棱柱作为标定块,标定块在标定范围内运 动,得到样本线上的点。样本点的像由三棱柱两个棱面上 的光带中心线用最小二乘法拟合直线求取交点的方法计 算,所得像点到拟合样本线的最大偏差小于0．1像素。样