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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 155 毫秒
1.
王潇  毛珩  赵达尊 《光学学报》2008,28(s2):87-90
在傍轴近似条件下, 可以利用光强传播方程(ITE)对畸变波前进行相位恢复。对于衍射受限的光学系统, 很难获得相位的边界径向斜率值作为边界条件, 此外, 要获得精确的圆域边界采样值也并非易事。为了克服上述困难, 进一步研究了相位恢复改进方法, 即改变了方程的表示形式、计算区域和边界条件, 并用多重网格法进行求解获得重构相位, 最后再将其修正。为了验证算法的精确性, 搭建了实验系统对算法进行实验验证, 将由CCD探测的光强分布进行计算得到的相位分布与相位恢复算法(PR算法)的结果进行比较, 证明在光强分布非均匀的情况下, 该方法恢复的相位均方根误差能够达到017 λ, 可以适用于波前传感精度要求不是很高的相位恢复。  相似文献   

2.
获得了一组方形域内标准正交的矢量多项式集,可以用于方形域内图像畸变映射及波前梯度等矢量数据的拟合。这组矢量多项式是用Gram-Schmidt方法将泽尼克梯度多项式标准正交化后得到的。由该矢量函数拟合被测波前斜率,拟合系数经过简单的线性变换就可以直接得到用泽尼克多项式描述的波前,获得被测波前的相位信息。实验结果表明,该矢量集可以对夏克哈特曼传感器测得的方形孔径内的斜率进行很好的拟合。这种矢量拟合重构方法能获得很好的被测波前,具有与Southwell区域法相同的精度。  相似文献   

3.
探测波前相位信息是实现自适应光学波前补偿的关键,使用卷积神经网络(CNN)代替波前传感器进行波前重构,系统简单易于实现,同时重构过程不依赖迭代运算,快速实时。为准确提取远场中的波前特征,CNN需要事先使用大量样本进行训练。研究中根据4~30阶大气湍流泽尼克像差系数与其远场强度的对应关系,仿真制作样本数据集,训练CNN从输入的一帧远场图像中预测出畸变波前的泽尼克像差系数,重构原始波前。验证结果表明,该方法能快速实时地还原出波前相位信息,重构波前较原始波前具有极高的波面吻合度和较小的残差剩余量,有望实现实际自适应光学系统中的闭环校正。  相似文献   

4.
李新阳  李敏 《光学学报》2007,27(7):211-1216
对一种基于线性相位反演的新型波前测量方法的基本原理和性能进行了研究。事先对成像光学系统的自身像差进行定标并记录下定标图像。传感器工作时只需测量出有像差时的一幅远场图像与定标图像的差,就可以用线性矩阵相乘方法得到待测像差对应的泽尼克多项式系数。讨论了这种线性相位反演波前测量方法中确定泽尼克模式复原矩阵的方法。以大气湍流畸变波前像差的测量为例,对这种线性相位反演波前测量方法进行了数值仿真研究。结果表明,这种线性相位反演算法具有空间分辨力高、对小像差测量精度高的特点,但测量动态范围有限。这种线性相位反演波前传感器将适用于自适应光学闭环系统。  相似文献   

5.
一种用于光学成像系统的新型液晶相位调制器   总被引:1,自引:0,他引:1  
研制出新型平行排列的二维阵列液晶相位调制器(LCPM),利用此相位调制器在Zygo干涉仪上进行了泽尼克(Zernike)多项式的产生和畸变波前调制的实验。能够很好地产生泽尼克多项式的前2~8项面形,用16项泽尼克模式对畸变波前进行了调制,峰谷(PV)值可由调制前的0.831λ减小到调制后的0.444λ,均方根(RMS)由调制前的0.181λ减小到调制后0.066λ,斯特列尔比(Strehl ratio,SR)由调制前的0.257达到调制后的0.844。实验结果表明,在光学成像系统中,利用平行排列的液晶相位调制器,进行波前像差的调制可以使成像质量得到很好的改善。  相似文献   

6.
相位互异散斑(PDS)是一种新颖的成像技术,可用来克服由于未知相差(如大气扰动)带来的图像退化。利用泽尼克多项式拟合未知扰动造成的相位失真,并用一对图像求得波前相位。从分析相位互异散斑技术的机理出发,使用遗传算法作为迭代算法,基于仿真实验数据验证了该技术的可行性,并在仿真实验中分析影响该技术性能的一些因素,如泽尼克多项式模式和湍流大小的影响等。这些研究结果为探索模糊图像恢复提供了新的途径。  相似文献   

7.
液晶空间光调制器相位调制测量及波前校正   总被引:3,自引:1,他引:2  
王治华  俞信 《光学技术》2005,31(2):196-199
提供了一种简单且精度较好的测量液晶空间光调制器相位调制特性的方法,即相位与电压(灰度)之间的关系。采用数字波面移相干涉仪,由干涉仪直接给出不同灰度对应的相位差,从而得到液晶空间光调制器的相位调制曲线。利用液晶空间光调制器实现了波前校正。由干涉仪作波前测试,对待校正的畸变波前进行泽尼克多项式描述,根据液晶空间光调制器的相位与灰度的关系,产生相应的灰度图,获得畸变波前的共轭波前,从而完成静态波前的校正,使相关参数如PV值、RMS值和Strehl比值得到了改善。  相似文献   

8.
改进了泽尼克模式波前重构数值模拟方法,避免了传统方法中大量的面积分运算,对准直光束瞬态热晕效应模式法自适应光学校正进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明,由于模式混淆误差的影响,使泽尼克重构模式阶数的选择受限,即存在一个最大的重构模式阶数,大于该模式阶数会导致校正效果迅速变差,且最大模式阶数的大小与热晕强度无关。对于子孔径分布为8×8的69单元自适应光学系统,最大模式阶数为37阶;同直接斜率法相比,泽尼克模式法可以通过重构模式选择,提高自适应光学系统对热晕校正的稳定性,抑制热晕补偿不稳定性的发生。  相似文献   

9.
通过理论分析和模拟验证,研究了基于横向剪切的数字全息相位重建方法,分析并指明了详细的重建过程,提出了利用平坦区域相位数据进行线性拟合,从而获得线性相位畸变系数的方法,并指出对原始包裹相位图进行1维相位展开是横向剪切法重建数字全息相位信息的前提。对无噪声及含有噪声的全息图进行了数值重建,结果表明:对于弱噪声干扰的全息图,该方法很有效;而对于较强噪声干扰的全息图,采用中值滤波方法对原始相位图进行滤波后再重建,并对重建的相位图再次进行中值滤波,可以得到高质量的再现像;减小再现像平面抽样间隔,使剪切相位图中相邻的两个像元之间相位差的最大值小于2π,才可以获得正确的相位重建。  相似文献   

10.
侯溪  伍凡  杨力  吴时彬  陈强 《光学学报》2006,26(1):4-60
从波像差的幂级数和圆泽尼克多项式展开理论入手,介绍了圆泽尼克多项式和赛德尔多项式之间的联系,理论上分析了圆泽尼克多项式在环域的相关性,着重讨论了以中心遮拦干涉图的圆泽尼克多项式拟合系数计算赛德尔像差系数的影响。对理论分析进行了实验验证,其结果与理论分析具有良好的一致性,并提出了一种简单直观的误差容限设定方法。研究表明,随着遮拦比的增加,赛德尔系数误差增加,其变化规律和被测元件的像差类型和大小有关。当遮拦比达到某一特定的阈值时,误差曲线将产生较大的变化,为了获得较准确的赛德尔系数,圆泽尼克拟合时应选择适当的阶数;当遮拦比继续增加时,为了计算出准确的赛德尔系数,拟合时应选择环泽尼克多项式。此外,遮拦比对赛德尔系数中畸变、像散的影响较弱,对彗差、场曲、球差的影响较强。  相似文献   

11.
提出一种利用变形分数傅里叶变换和双随机相位编码对图像加密的方法.对要加密的图像分别进行两次变形分数傅里叶变换和两次随机相位函数调制,使加密图像的密钥由原来两重增加到六重.利用全息元件,可以用光学系统实现这种加密和解密变换.计算机模拟结果表明,只有当六重密钥都完全正确时,才能准确地重建原图像,这种六重密钥加密方法提高了图像信息的安全保密性.  相似文献   

12.
A new immersed boundary method based on vorticity–velocity formulations for the simulation of 2D incompressible viscous flow is proposed in present paper. The velocity and vorticity are respectively divided into two parts: one is the velocity and vorticity without the influence of the immersed boundary, and the other is the corrected velocity and the corrected vorticity derived from the influence of the immersed boundary. The corrected velocity is obtained from the multi-direct forcing to ensure the well satisfaction of the no-slip boundary condition at the immersed boundary. The corrected vorticity is derived from the vorticity transport equation. The third-order Runge–Kutta for time stepping, the fourth-order finite difference scheme for spatial derivatives and the fourth-order discretized Poisson for solving velocity are applied in present flow solver. Three cases including decaying vortices, flow past a stationary circular cylinder and an in-line oscillating cylinder in a fluid at rest are conducted to validate the method proposed in this paper. And the results of the simulations show good agreements with previous numerical and experimental results. This indicates the validity and the accuracy of present immersed boundary method based on vorticity–velocity formulations.  相似文献   

13.
王兆清  钱航  李金 《计算物理》2021,38(1):16-24
考虑热传导方程的移动边界问题,其定解区域随着时间而变化.构造一种时空域上的高精度数值算法求解1+1维移动边界问题.在时空域上假设一个初始移动边界位置,构成移动边界问题的不规则计算区域,选择一个适当的正则区域(矩形区域)完全覆盖所计算的不规则区域,在正则区域上利用移动边界约束条件和固定边界条件,采用时空域重心插值配点法求...  相似文献   

14.
杜其奎  余德浩 《计算物理》2000,17(6):593-601
将冯康和余德浩提出的自然边界归化方法[1~4]应用于求解抛物方程初边值外区域问题,提出一种自然边界元与有限元耦合算法。先将控制方程对时间进行离散化,得到关于时间步长的离散化格式,给出圆外域上的自然积分方程,基于此研究抛物方程无界区域问题的自然边界元与有限元耦合法,最后给出相应的数值例子。  相似文献   

15.
吴鹏  郭华 《波谱学杂志》2016,33(4):539-548
自适应重建(Adaptive Reconstruction,AR)算法被广泛应用于磁共振图像的多通道合并问题上.AR算法不需要直接采集各个线圈的灵敏度信息,而是通过通道间信号及噪声相关矩阵,估算出各个通道的灵敏度,从而保证了合并的幅值图像具有较高的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR).然而,由于AR算法没有针对相位图像的合并问题进行优化,导致重建出的相位图像具有不确定性.另外,受各通道之间相位偏移及低信噪比相位图像的影响,重建结果可能包含伪影.该文提出了一种改进型AR算法,估算并移除了各通道之间的相位偏移,同时对多通道数据的相位进行质量评估及通道重排,用以进行后续自适应重建.仿体及在体实验表明,该方法可以有效提升AR算法稳定性、消除重建图像中存在的伪影,同时保持合并后幅值图像及相位图像的高信噪比.  相似文献   

16.
In this paper, we present an adaptive approach to design the artificial boundary conditions for the two-level Schrödinger equation with conical crossings on the unbounded domain. We use the windowed Fourier transform to obtain the local wave number information in the vicinity of artificial boundaries, and adopt the operator splitting method to obtain an adaptive local artificial boundary condition. Then reduce the original problem into an initial boundary value problem on the bounded computational domain, which can be solved by the finite difference method. By this numerical method, we observe the surface hopping phenomena of the two-level Schrödinger equation with conical crossings. Several numerical examples are provided to show the accuracy and convergence of the proposed method.  相似文献   

17.
We consider the boundary value problem of the stationary transport equation in the slab domain of general dimensions. In this paper, we discuss the relation between discontinuity of the incoming boundary data and that of the solution to the stationary transport equation. We introduce two conditions posed on the boundary data so that discontinuity of the boundary data propagates along positive characteristic lines as that of the solution to the stationary transport equation. Our analysis does not depend on the celebrated velocity averaging lemma, which is different from previous works. We also introduce an example in two dimensional case which shows that piecewise continuity of the boundary data is not a sufficient condition for the main result.  相似文献   

18.
王德焴 《物理学报》1980,29(2):233-240
在自由界面情况下用求位能汛函极值的变分原理推出了等离子体平衡所需满足的平衡方程和边界条件;其泛函的Euler方程即为具有自由界面条件的磁面函数方程。也给出了便于计算的变分泛函,它相当于等值面边界问题。对于导体壁为简单几何形状的情况,用Rit法进行了数值计算。 关键词:  相似文献   

19.
The finite-difference time domain technique is one of the most robust and accurate numerical methods for the solution of light scattering by small particles with arbitrary composition and geometry. In practice, this method requires that the spatial domain for the computation of near-field be truncated. An absorbing boundary condition must be imposed in conjunction with this truncation. The performance of this boundary condition is essential to the stability of numerical computations and the reliability of results. In the present study, a new boundary condition, referred to as the mixed T algorithm, has been developed, which is a generalization of the transmitting boundary condition originally developed by Liao and co-workers. The present algorithm does not require spatial interpolation for wave values at interior grid points. In addition, it produces two minima of spurious reflections at small and large incident angles, allowing efficient absorption of the scattered waves at the boundary for large incident angles. When the third-order mixed T algorithm is used, the reflection coefficient of the boundary is less than 1% for incident angles from 0° to about 70°. We find that the numerical instability associated with the transmitting boundary condition is caused by the location-dependent amplitude of outgoing waves in the vicinity of the boundary. For this reason, the mixed T algorithm is stabilized by consistently introducing diffusive coefficients into the boundary equation. When the stabilized algorithm is applied, the near-field within the truncated domain can be computed by using single-precision arithmetic without overflows for more than 105steps in the time-marching iteration. Finally, the new absorbing boundary condition is validated by carrying out numerical experiments involving the propagation of a TM wave excited by a sinusoidal point source, simultaneous simulation of the wave propagation in small and large domains, and the scattering of a TM wave by an infinite circular cylinder.  相似文献   

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