计算全息检测非球面干涉场的理论分析与实验结果

本文应用光学全息术及傅里叶光学的理论对计算全息图干涉检测非球面面形的光路及干涉场进行了理论分析,提出了其干涉场为不定域干涉的观点,并在实验中予以证实.     

内源全息术的原理和数学描述

以往的全息术在对原子成像时,在相干光源、探测器空间分辨和信号强度三个方面遇到了难以克服的困难. 阐述了内源全息术克服这些困难的原理,研究了内源全息术的记录和再现全过程,推导出内源球面全息图的再现公式,并在散射因子球对称近似和能量无关近似下,推导出以δ函数表示原子全息再现像的解析表达式. 关键词： 内源全息术 同步辐射 晶体结构 傅里叶变换     

共轭波及其在光学全息中的应用

本文介绍共轭波的概念、获得方法及其在光学全息中的应用，指出正确地理解和掌握共轭波的概念对于制作一张优质的全息图是非常重要的。     

彩虹自标定方法对混合喷雾比例的原位测量

传统彩虹测量技术标定复杂、精度可重复性差且难以适应密闭空间。一种基于多彩虹谱线自标定方法,可省去原有的标定系统装置,将标定过程内化于对彩虹信号的处理,以水为例的测量偏差仅为0.13%。将该技术应用于混合喷雾液滴组分浓度测量中,探究并优化了参与混合的两种液体组分的方案。实验采用60%乙醇-水混合喷雾,原位测量了混合喷雾场多点组分浓度,测量结果差别可以控制在0.5%以内,表明该方法技术在相关领域的应用潜力。     

数字化合成全息图自动记录系统研究

从合成全息术的编码原理出发,采用了液晶空间光调制器、步进电机控制的可移动狭缝和一维移动平台等设备以及计算机数字多媒体技术、软件编程技术设计出一套数字化合成全息自动记录系统。该系统能够改善传统全息图手工制作效率低、操作不准确产生误差等缺陷,提高了合成具有视差、动感、颜色以及不同景深等特殊效果全息图的自动化水平。实际应用该系统合成了含有40幅照片信息的全息图。     

双中心全息记录的矢量分析与记录方向优化

对描述双掺杂晶体非挥发性全息记录动力学过程的Kukhtarev方程进行了矢量分析,分析中考虑了体光生伏特效应和外加电场的作用。在小信号近似的基础上给出了双中心全息记录中记录与固定阶段空间电荷场的矢量解析解。在综合考虑空间电荷场的各向异性以及晶体有效电光系数的各向异性后,给出了双中心全息记录的优化记录方向。结果表明,对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm寻常光记录,优化记录方向主要由有效电光系数决定,光栅波矢与光轴夹角为22°,方位角为30°;对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm非寻常光记录,优化记录方向主要由固定空间电荷场决定,光栅波矢与光轴夹角为44°,方位角为90°。     

多层球对高斯波束散射的德拜级数研究

基于广义洛伦兹-米氏理论,利用多层球粒子散射系数的德拜级数展开公式,提出了一种新的研究多层球粒子对高斯波束散射的方法。计算结果与已有的广义洛伦兹-米氏理论算法的计算结果吻合得很好。利用该方法有效分离了折射率分布满足指数变化规律的多层球粒子对高斯波束散射的远区散射场中多阶彩虹的干涉强度分布。数值模拟了双层球的归一化双一阶彩虹强度分布以及各层的一阶彩虹艾里结构。最后分析讨论了高斯波束的入射位置和束腰半径对多层球单阶彩虹强度分布的影响。     

基于压缩全息和空分复用的多彩色图像加密

针对现有光学加密方法进行彩色图像加密时加密容量低、解密图像失真度高等问题,提出一种基于压缩全息和空分复用的多彩色图像加密方法.在光学加密阶段,结合改进的Mach-Zehnder干涉仪与空分复用技术,通过不同的随机相位掩膜对多幅彩色图像进行同时加密,仅需单次曝光即可得到由多幅彩色图像加密的全息图.在解密过程中,由于记录全息图的过程可建模为压缩感知过程,使用两步迭代收缩/阈值算法即可求解.实验结果表明,提出的加密系统加密容量大,解密重建图像质量高,结合压缩感知理论,有效地消除了同轴全息中平方场项对解密重建性能的影响,解密图像平均峰值信噪比仅下降约2～5dB;密钥安全性高,随机相位掩膜与传播距离均起到密钥的作用,在随机相位掩膜错误或传播距离仅偏移0.25%时,便无法解密出原始彩色图像;且对噪声与遮挡性攻击具有良好的鲁棒性,解密重建性能随噪声增大下降趋势缓慢,加密全息图80%信息受到遮挡性攻击时,仍可取得良好的解密重建结果.     

光学扫描全息术中的孪生像噪音及消除

阐述了光学扫描全息术的基本原理,分析了孪生像噪音的来源,提出了一种新的数字滤波方法.计算机仿真结果表明:孪生像噪音以振荡形式传播,降低了重构图像的信噪比,影响了重构图像的分辨率;用电子复用技术,即用复全息图函数代替实全息图函数的方法可以有效地消除孪生像噪音;采用单一通道对信号进行处理,即只用一个实全息图函数,通过数字滤波方法同样可以消除孪生像噪音,该方法简便、实用而有效.     

基于德拜理论的液柱参数彩虹反演算法研究

彩虹技术是一种可同时测量液柱折射率和粒径的实时、非接触方法.建立了定量描述彩虹信号的低频分量与德拜理论(p=2)模拟信号重合程度的目标函数,在此基础上提出一种基于德拜理论(p=2)的液柱参数彩虹技术反演算法.反演算法以经验公式的计算值为初始值,根据目标函数不断寻优获得优化结果,并通过米氏散射理论进一步优化得到反演结果....