Multi-reference lens-less Fourier-transform holography with a Greek-ladder sieve array

Lens-less Fourier-transform holography has been actively studied because of its simple optical structure and its single-shot recording.However,a low-contrast interferogram between the reference and object waves limits its signal to noise ratio.Here,multi-reference lens-less Fourier-transform holography with a Greek-ladder sieve array is proposed in the experiment and demonstrated effectively to improve the signal to noise ratio.The key technique in our proposed method is a Greek-ladder sieve array,which acts as not only a wave-front modulator but also a beam splitter.With advantages of the common path,single shot,and no need for a lens,this system has enormous potential in imaging and especially in extreme ultraviolet and soft X-ray holography.     

基于遗传算法的指纹图像分割算法

在指纹技术中,指纹图像分割是图像处理中关键的一步。将遗传算法用于计算指纹图像分割阈值,采用染色体编码的方法并利用赌轮法产生初始化种群,通过选择算子、交叉算子和变异算子的方法实现分割。该方法表明利用遗传算法所得到的阈值进行分割处理能取得较好的效果。     

Copyright protection in digital museum based on digital holography and discrete wavelet transform

A new method to protect the copyright of digital museum based on digital holography is proposed. The Fresnel hologram of watermark image is embedded in the object to be protected through discrete wavelet transform （DWT）. After the watermark detection, the copyright information appears in the reconstructed hologram. With the higher redundancy feature in the hologram, the proposed technique can actually survive several kinds of image processing. Experimental results prove that the presented method has good robustness in image protection.     

终端靶场中相位畸变对近场光束质量的影响

终端靶场聚焦系统中的光学元件上存在不可避免的缺陷致使光场波前发生畸变,根据高功率激光装置终端靶场系统中强光束传输的特点,建立了描述光学元件引入的局域相位调制的模型,研究了终端靶场中具有高斯型相位波前畸变的平顶光束经过透镜会聚,并在后续防溅射板等熔石英介质中经历非线性增长的传输演变过程,详细分析了高斯型相位波前畸变、熔石英厚度和透镜焦距对终端靶场聚焦系统中的近场光束质量的影响。结果表明,高斯型波前畸变越严重、熔石英厚度越长、透镜焦距越短,近场光束质量越差,中高频增长越多。     

基于高阶抑制达曼光栅的微透镜阵列焦距的快速测量

提出了一种用高阶抑制二维达曼光栅作为分光元件替代普通衍射光栅实现微透镜阵列焦距快速测量的方法。高阶抑制二维达曼光栅具有优良的分光效果,且高阶衍射级次能够得到有效抑制,通过信噪比的提高降低焦距测量误差。设计并制备了一分五的高阶抑制二维达曼光栅,分束后的光束经过微透镜,在其焦面附近形成高对比聚焦光斑阵列。相比常规一维光栅,所提方法通过测量每个微透镜焦面内光斑两两之间的距离,得到多个焦距值,从而有效减少测量的随机误差。实验结果表明,该方案对微透镜阵列焦距的单次测量误差小于3.5%,重复测量误差在4.5%之内。该方案对微透镜阵列的焦距分布快速评估具有实用价值。     

双焦点光子筛聚焦特性的精细测量

利用数字全息测量方法结合变采样间距的衍射传输算法实现双焦点光子筛器件焦距及焦斑的同时精细测量.给出了双焦点光子筛器件及其理论焦斑分布,采用双曝光的离轴全息方法得到了CCD接收面处光场的复振幅分布,基于此光场通过变采样间距的衍射传输算法获得具有较高分辨率的双焦点光子筛的聚焦场特征,与CCD直接测量结果相比,焦斑分辨率提高了10倍,双焦点光子筛的焦距等于自动对焦算法及强度最大值扫描方式分别求得的两段距离之和.实验结果表明测得的双焦距与设计焦距偏差分别为0.53%和0.37%,得到的两个焦斑半值全宽与设计值相比,其偏差分别为2.86%和1.86%.本文提出的测量方法除了应用于光子筛类器件的性能检测以外,还能够广泛应用于其它类衍射透镜聚焦特性的测量与性能分析.     

神光Ⅱ终端光学组件的频率变换逆问题研究

在激光惯性约束核聚变(ICF)精确打靶中,对激光束变换、整形和控制要求苛刻,通过数字在线操控技术能够在线实现激光系统的自动校准,而频率变换是数字在线操控技术中的关键一环。在不进行逼近迭代计算的情况下,基于可逆的傅里叶变换和龙格-库塔算法,对神光II终端靶场系统中负单轴晶体KDP的"I+II"类频率变换的逆问题进行了探讨和相应的算法研究,并给出了对应的模拟计算结果。最后,与神光装置运行的实验数据进行比对,验证了频率变换逆问题算法的正确性和稳定性。     

激光冲击强化对纳秒激光辐照铝合金诱致污染物产生规律的影响

为了降低铝合金因激光辐照而产生颗粒污染物的几率,研究了激光冲击强化对纳秒激光辐照5052铝合金诱致污染物产生规律的影响。首先采用不同功率密度的纳秒激光对5052铝合金试样进行冲击强化,而后采用纳秒激光对激光冲击强化后的5052铝合金试样进行辐照-洁净度测试,最后对比分析激光冲击强化前后5052铝合金试样表面硬度、形貌、粗糙度及因激光辐照诱致污染物产生规律的变化。研究结果表明:激光冲击强化在提高5052铝合金表面强度的同时,对抑制低通量激光辐照(不高于0.65 J/cm²)导致的污染物产生同样是有效的;对于粗糙度Ra为1.6的5052铝合金表面,经聚焦光斑直径为2.2 mm的高斯脉冲激光(光斑搭接率为50%,波长为532 nm,脉冲宽度为14 ns,功率密度为0.75～1.88 GW/cm²)冲击强化后,低通量激光辐照阶段,激光诱致污染物(粒径为0.3～0.5μm)数量降低25%～50%。研究结果为5052铝合金因激光辐照,尤其是低通量激光辐照而产生污染物的控制提供了一种新的方法。     

模拟退火算法优化设计钕玻璃放大器氙灯抽运

氙灯提供的有效抽运能量决定了钕玻璃中反转粒子的数目。针对氙灯供能的要求,建立了氙灯放电回路与氙灯辐射数值模型。将数值模拟结果与实验结果进行了比对,提出了利用模拟退火算法求解最优抽运状态的电路参数的方法,并模拟计算不同电路参数下氙灯的工作状态。定义了两个更实用的评价参数:有效辐射效率和有效输出光谱效率,用于筛选最佳的抽运能量和进灯功率。计算结果表明,在氙灯参数与工作电压一定的条件下,通过利用模拟退火算法可以快速优化放电回路中的电容、电感参数,以选择最佳的进灯能量,避免抽运带内有效能量份额因光谱蓝移而降低,同时可保证氙灯的使用寿命。     

Focusing contribution of individual pinholes of a photon sieve:dependence on the order of local ring of underlying traditional Fresnel zone plate

<正>A photon sieve can be composed of a large number of circular pinholes.Each circular pinhole has a contribution to the focusing.For the case of point-to-point imaging,the focusing contribution of an individual circular pinhole can be analytically given.We investigate the dependence of the focusing contribution on the order m of local ring of underlying traditional Fresnel zone plate.In particular,we find that the focusing contribution is simply inversely proportional to the order m.We also present an intuitive explanation. These results are helpful for better understanding of the focusing property of photon sieves.