关于傅里叶光学的描述问题

一、引言自从1960年激光器问世后,人们获得了新的相干光源,从而得以更有效地将通信理论应用于光学系统的分析与综合,并逐渐形成了一个新的光学分支,叫作傅里叶光学。目前,傅里叶光学的概念与方法已在很多工程与科学领域得到日益广泛的应用。在傅里叶光学中,为了分析与综合各种光学系统,就要对诸光学元件或一个光学系统的诸部分进行计算。这就需经常计算菲涅耳-基尔霍夫衍射积分。如果系统所包含的元件较多,或者要处理起不同作用的几个系统的级联时,计算这些积分就相当麻烦,从而给分析与     

傅里叶光学算子描述方法的应用

使用傅里叶算子描述方法对通常的4f相干光学处理系统和一线多通道处理系统进行了分析,表明了这一方法对处理复杂的级联系统和含有非球面元件的系统的适用性,为将来用算子方法系统地描述傅里叶光学理论及分析光学处理系统进行初步尝试。     

光学信息处理讲座 第九讲 傅里叶光学中的算符方法

傅里叶光学是光学信息处理的理论基础,它的基本内容是应用傅里叶变换方法来研究衍射、成象以及光学变换等问题,这些问题是作为近轴菲涅耳衍射问题来处理的．如果系统中有多个透镜,那么系统的输入－输出关系式就包含多重衍射积分,非常繁复,写出和推演都非常不便［１］．但是,如果我们分析一下这些关系式,就可以看到,出现的基本演算只有有限几种．这样,就很适合于使用算符方法,对这些基本演算定义一些算符,用算符的代?...     

一种近似傅里叶光学变换系统的应用

本文根据[1],它不仅适用于衍射光栅,而也适用于正交光栅和信息处理.本文的装置比文献[3]有更大的调节范围,对于阻挡滤波进行信息处理带来很大的方便.     

基于傅里叶光学理论的声驻波成像分析

基于傅里叶光学理论研究了激光通过声光衍射现象的产生和声驻波的成像过程,并设计实验验证了理论推导的正确性.针对不同空间滤波方式,分析声驻波成像条纹间距和条纹对比度的变化,提出一种新的用空间滤波手段测量声速的实验方法.该理论研究及相关实验,完整地分析了声驻波的成像问题,也有利于加深对傅里叶光学中的空间滤波的理解.     

基于MATLAB的傅里叶光学实验的计算机模拟

计算机模拟技术广泛应用在教学和科研当中，在傅里叶光学实验中引入计算机模拟技术能更生动和深入地揭示光学现象的物理内涵，文章提出利用MATLAB模拟傅里叶光学实验的方法，该方法的优点是操作简单灵活，能完成一般光学实验中较难实现的操作，并给出了光学滤波实验的结果。     

关于傅里叶光学的描述问题(续)

三、二次相位信号法以上我们看到了用通常方法处理这类问题的基本特征。它基本上是,对菲涅耳—基尔霍夫衍射积分作傍轴近似,加上薄透镜的二次相位传递因子,反复计算菲涅耳变换积分,来求透镜和自由空间构成的光学系统的作用。另一方面,从信息传递的角度来看,任何一个器件,其输出都可写成输入与器件脉冲响应的卷积的形式。由前面我们看到,菲涅耳变换的核e~((jk)/(2d)ρ~2)就扮演着这种脉冲响应的脚色。这就表示可以把自由空间看作具有上述脉冲响应的一个器件。而透镜以及其他调制介质     

关于傅里叶光学的描述问题(续)

四、抽象向量法上述算符法虽然将某些运算作为算符来处理,并建立了一些算符之间的代数关系,但没有利用向量空间的概念。在下面的方法中,基于与量子力学的类比,明确地提出了一个抽象向量空间,从而将量子力学的方法移到傅里叶光学中来。 1.单色波传播方程的傍轴近似     

基于傅里叶光学原理的新型凹面光栅衍射效率测量方法

凹面衍射光栅兼具色散分光与光束聚焦功能,同时具有像差校正、低杂散光、无鬼线和高信噪比等优势而受到光谱仪器领域的广泛关注。衍射效率作为凹面光栅最重要的技术指标之一,其测量技术水平逐渐成为光谱仪器行业最为关注的课题之一。传统方法一般采用双单色仪结构实现凹面光栅衍射效率的测量,该方法主要存在两方面问题,一是测量标准反射镜和待测光栅的出射光谱带宽不同,二是光栅叠级、杂散光的影响;上述问题的存在降低了高性能凹面光栅衍射效率测量的准确性。本文提出了一种基于傅里叶光学原理测量凹面光栅衍射效率的新方法;针对该方法建立了凹面光栅衍射效率测量的数学模型,并采用光学追迹和傅里叶光学方法相结合对其进行了仿真分析,从而验证了该方法的正确性;针对动镜横移误差、倾斜误差、光源稳定性、动镜运动距离误差等因素影响凹面光栅衍射效率测量精度的问题,提出引入辅助探测器的方法来进一步提高衍射效率测量精度,并对有无辅助探测器情况下的上述误差对衍射效率的影响进行了数学推导和仿真分析,分析结果表明引入辅助探测器可以有效抑制了上述误差对凹面光栅衍射效率测量的影响。对比传统双单色仪测量方法而言,该方法不仅能够解决传统测量方法存在的问题,同时还具有多波长同时测量、高光通量、高分辨率、高波数精度等优势,可以有效提高凹面光栅衍射效率的测量精度和测量效率。     

衍射光栅的傅里叶分析方法

本文用衍射理论中的傅里叶分析方法,分析光栅在各种不同情况下的夫琅和费衍射现象中,其衍射屏上的复振幅分布、光强分布及频谱分布的规律。对于衍射光栅的应用具有指导意义。     

基于傅里叶分析的超表面多维光场调控

作为一种新型的二维人工微结构,超表面在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性,这使得多维度、全方位的光场调控成为可能,近年来引起了广泛关注。基于傅里叶理论对胞间弱耦合超表面的设计进行理论分析,并提出收敛性条件,以弥补超表面非连续相位设计中亚波长条件不充分的不足;进一步将超表面相位调控与光场中的偏振、振幅、频率等物理性质相结合,综述了超表面在多维光场调控中的发展与应用。超表面多维光场调控不仅增大了光场调控的自由度,还推动了集成化光学设备的发展。     

非均匀电磁介质中的等效源重构

本文提出了一种用于等效源重构的磁场极值信号法.并通过给定不同的电流偶极子作为信号源,仿真研究了多腔体心脏磁场模型及非均匀介质情况下等效源重构的精度.分析了体电导对心脏磁场的影响,以及磁场极值信号反映的体电导作用.文中将该方法与其他四种源估计方法:磁场梯度极值法、Nelder-Mead单纯形算法、信赖域反射算法和粒子群优化算法作了比较.分析了这些方法的源重构精度和计算所需时间.结果表明,这种针对非均匀介质情况提出的心脏磁场逆问题求解方法有一定的实用价值.     

微小型傅里叶变换光谱仪光场分析与衍射抑制

为了进一步实现傅里叶变换红外光谱仪的微小型化,在基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪结构中引入空间光调制器与点探测器。利用多级微反射镜对入射光场进行相位调制,同时利用空间光调制器对各干涉级次进行分布式测量。将两个多级微反射镜作为两个相位衍射屏并将空间光调制器作为振幅衍射屏,分析光波与每一个衍射屏的作用,发现干涉光场受到空间光调制器和多级微反射镜边缘衍射光场的调制。多级微反射镜边缘对入射光的截止产生了衍射效应,为了抑制该衍射效应对系统的影响,提出了一种扩展多级微反射镜阶梯级数的方法。该方法通过扩大干涉区域,避免了边缘衍射效应对内部有效干涉级次的影响。计算表明,该方法可以消除干涉图序列的失真,有效实现信号光谱复原。     

利用傅里叶模方法分析厚层光刻胶内衍射光场

建立了描述厚层光刻胶内衍射光场形成过程的物理模型,并利用傅里叶模方法模拟计算和分析了其内部衍射光场分布。该方法考虑了其界面反射、透射及光刻胶复折射率在空间上的缓慢变化对衍射光场的影响,采用该方法模拟光刻胶内衍射光场具有数值计算结果准确、计算速度快的优点。对厚层光刻胶折射率在几种特殊分布情况下衍射光场分布的数值模拟表明,衍射光场与其复折射率的空间分布有关。由于厚层光刻胶折射率在空间上呈缓慢变化的特点,为降低其数值计算量和编程难度,可以将厚层光刻胶近似为折射率随曝光时间变化的光栅。     

激光雷达测量大气温度的傅里叶分析方法

 在对流层(小于12km），由于大气中气溶胶的存在，传统的利用大气中瑞利散射光谱测量大气温度的方法具有一定的局限性。借助傅里叶分析方法对不同高度的大气后向散射光谱通过碘吸收池所产生的不同透过率曲线进行处理，同时考虑了对流层中气溶胶的影响，可得到对流层中不同高度、不同大气后向散射比条件下的温度轮廓线。     

激光雷达测量大气温度的傅里叶分析方法

在对流层(小于12km）,由于大气中气溶胶的存在,传统的利用大气中瑞利散射光谱测量大气温度的方法具有一定的局限性。借助傅里叶分析方法对不同高度的大气后向散射光谱通过碘吸收池所产生的不同透过率曲线进行处理,同时考虑了对流层中气溶胶的影响,可得到对流层中不同高度、不同大气后向散射比条件下的温度轮廓线。     

随机平衡设计傅里叶振幅敏感性分析方法和拓展傅里叶振幅敏感性分析方法在陆面过程模式敏感性分析中的应用探索

探讨了随机平衡傅里叶振幅敏感性分析方法(RBD-FAST)和扩展傅里叶振幅敏感性分析方法(EFAST)在陆面过程模式参数敏感性研究中的应用. 试验中使用通用陆面过程模式(CoLM)和通榆退化草地2008年夏季观测资料, 针对陆气相互作用中重要的要素: 感热通量(SH)、潜热通量(LH)、地表温度(ST), 2 m气温(T2m)和2 m湿度(Q2m), 分析了11 个参数(土深、1–5层黏土比率、孔隙度、最大露水厚度、50%植物根深、地表空气粗糙度和冠层下土壤拖曳系数)的敏感性大小. 结果表明, RBD-FAST和EFAST对参数的一阶敏感性检验结果较为一致且与之前的研究结果类似, EFAST方法还可以得到考虑了参数间相互作用的整体敏感性. RBD-FAST的优势主要表现为在极大地减少了计算消耗机的同时, 一次取样即可计算所有参数的一阶敏感性, 而EFAST的优势则在于通盘考虑了参数之间的相互影响, 可以得到更为合理的整体敏感性序列. 针对不同需求, 选择使用这两种敏感性分析方法, 有助于提高陆面过程模式参数化方案的改进效率.     

对称电路等效电阻分析方法的探讨

两端电阻网络,其内部电阻仅是串、并联的结构,可以应用串、并联公式反复化简求出其等效电阻,若电阻网络中含有△或Y型结构,则需经过△与Y型电路的相互转换才能去掉△或Y型结构形成串、并联结构,然后再进行等效化简。若电路是对称结构的,由于对称电路中具有特定的等电位点,     

空间调制型傅里叶变换光谱仪光场的均匀性研究

基于多级微反射镜的空间调制型傅里叶变换光谱仪在光场的横向空间同时采集所有光程差的干涉图信息,所以光场能量的空间分布特性影响着系统的性能。文章将空间分布函数引入到光谱仪系统中,通过仿真实验得到,分布函数调制后的干涉图对比度下降,同时复原光谱中出现边频谱线。理论分析表明,干涉图调制度下降来源于调制度函数对光程差采样空间的周期性变化;而边频谱线则是光源的单色谱线对调制度函数的空间频谱进行频率搬移的结果。最后,提出了平场校正的差影算法与反向恢复算法。仿真结果表明,反向恢复算法可以更好的复原出干涉图和光谱。     

等效介质理论在光子晶体平面波展开分析方法中的应用

应用等效介质理论,提出了一种理论分析光子晶体的新平面波展开法,通过计算光子晶体的能带作收敛性分析,结果表明,新方法具有精度高、收敛快的优点,明显优于目前通用的二种平面波展开法;与已有的理论方法相比,新平面波展开法更适用于分析任意介电分布的高维光子晶体结构 关键词： 光子晶体 平面波展开法 禁带