数据挖掘的光学断层成像重建方法

为了有效重建光学断层成像，提升成像清晰度，研究数据挖掘的光学断层成像重建方法。依据光学断层成像原理，获取光学断层成像；利用改进模糊C均值聚类算法，划分光学断层成像图像块对类别；通过各类图像块对训练极限学习机回归器，估计高分辨率图像块对垂直梯度、方向梯度和高频；以垂直梯度、方向梯度为约束，重建光学断层成像；以高频与重建光学断层成像为约束，再次重建光学断层成像，得到最终重建光学断层成像。实验证明：该方法可以有效重建模拟与真实的光学断层成像，提升光学断层成像清晰度；精准聚类光学断层成像图像块对；在不同图像块尺寸时，重建光学断层成像的位置误差与质心误差均较低，图像相似度较高，具有较高的重建精度。     

衍射光学技术发展历程及应用

衍射光学元件已广泛应用于光学传感、光通信、计算成像、激光光束整形、生物医学、光学数据存储等领域。首先，总结归纳了基于标量衍射理论衍射光学元件在各个阶段的发展脉络，衍射光学元件的发展可分为菲涅耳波带片、全息图及相息图、二元光学元件及衍射光学元件四个阶段，针对各阶段衍射元件分别分析其设计原理、结构特点、加工难度、衍射效率及在现实中应用可能性。其次，对基于矢量衍射理论衍射光学元件进行概述。最后，对当前衍射光学元件在传统和新型成像系统及非成像系统中的应用进行总结，整理出当前衍射光学元件发展中存在问题并根据对应问题给出未来发展趋势的预测，能够对今后衍射光学元件的研究有一定指导意义。     

现代光学的发展与光学教材建设

可以把1960年激光的发明作为分界线，在此之前的光学称为传统光学，在此之后的光学称为现代光学。传统光学是建立在普通自发辐射光源的基础上，而现代光学则建立在受激辐射的激光光源的基础上。     

基于微纳结构的光学诱饵仿真设计研究

传统的光学诱饵构成复杂，装载要求较高，为此设计了具有较高反射性能的简单微结构的光学诱饵。首先，通过TracePro光学仿真软件，对玻璃微珠结构、截角角锥结构和立方角锥结构三种不同结构进行反射率的仿真，筛选出最符合光学诱饵高反射率要求的结构。然后，通过对不同尺寸单元微结构的反射仿真，确定光学诱饵的单元微结构尺寸。最后，通过对入射角度偏转对反射率影响的仿真，验证反射结构是否满足光学诱饵的要求。结果表明，立方角锥反射结构更符合光学诱饵的设计要求。     

谐振腔光学参数的测量

由光学谐振腔的透射谱、反射谱特性定义了透射－反射比值谱函数，通过对其精细度的测量，可精确求出谐振腔的光学参数，并通过实验测定了简单光学谐振腔的光学参数。     

机载液晶显示器的光学特性分析

从光学角度来看，液晶显示器（LCD）是由一系列光学组件构成的。每一个光学组件对显示器的光学特性都有不同程度的影响。本文在分辨LCD光学构成的基础上，分析了各组件对LCD的亮度、色度、调光性、视角等光学特性的影响，为改善机载LCD的光学特性提供了理论依据。     

激光通信与成像卡塞格林形式收发光学天线结构初解

在激光通信和成像系统中，卡塞格林形式的光学天线不论作为激光信号收发装置还是光学成像装置，像差的存在必然会降低其信号强度和成像质量等性能。通过分析三级像差理论和光学天线微扰理论，依据天线增益因子与遮挡比之间的关系，提出一种方便快捷求解卡塞格林式光学天线结构的方法。此方法在考虑光学天线效率的同时，也可以满足光学系统设计的体积尺寸、像差的要求，在仅知道光学系统焦距、主次镜间距和遮挡比的情况下，可以快捷求出光学天线结构参数。不但给出了四类卡塞格林式光学天线的光学结构参数计算公式，并且结合实际使用对不同的适用场合进行说明及优缺点对比。通过四种典型光学天线的实例计算结果和最优结果比对，表明此方法是一种方便快捷精准求解卡塞格林式的光学天线结构的方法，在工程上具实际指导意义。     

光学空间通信进展

回顾了光学空间通信的发展，介绍了美国、日本及欧空局光学空间通信的研究现状和光学空间通信系统，并对我国光学空间通信系统的发展提出了建议。     

第八届激光学术报告会征文通知

《光的世界》是中国光学学会主办的科普性、信息性刊物。《光的世界》全面介绍现代光学科学技术、光学技术在国民经济各方面的应用，广泛涉猎光学与其他学科的联系，及时反映我国和世界上光学发展的新动向，精选光学领域的新闻，重点介绍国际、国内光学界人物。     

SNOM的光纤探针制备及扫描电镜观察

扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）是一种新型超高分辨率光学显微镜。它既具有光学显微镜可在自然状态下观察样品，获得物体的光学信息，且对样品无任何损伤的优点，又由于采用了近场光学探测原理及技术，使得分辨率不受衍射极限的限制，从而实现光学显微镜的超高分辨率。目...     

透镜组Fourier变换特性及集成化光学系统的进一步修正

采用系统论的方法对透镜组的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换特性进行了理论推导，并依据理论结果对通过附加一个相位补偿透镜的方法来缩短光学４ｆ系统总长度的光学系统所采用的厚相位补偿透镜的焦距进行了修正，从而提高了超短光学系统Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的精度。在一般情况下采用两个透镜组替代了系统中两个单片Ｆｏｕｒｉｅｒ透镜，短光学系统的总长度可缩短为原来的四分之一以上。从而为光学系统的集成化奠定了良好的基础。     

基于基本光学单元的分数傅里叶变换算法

提出两种分数傅里叶变换数值计算新方法。本文用分数傅里叶变换描述信息在光学系统中的传输过程 ,分别基于分数傅里叶变换与菲涅尔变换之间联系和基于基本光学单元 (薄透镜及其组合 )实现分数傅里叶变换。该算法与光传输物理过程有着直观的联系 ,计算时光学系统的焦距、距离等参数可调。避免了传统算法中“变换核”等复杂计算 ,便于计算复杂光路和缩短计算时间。以三种飞机 (及字符 )光学模式识别实验为例 ,给出了空域 -频域变换混合光路的计算流程与结果     

光学识别系统小型化设计

针对光学识别系统的技术指标,对其光学系统进行小型化设计.其中,傅里叶透镜与准直扩束系统均采用摄远型式结构,在满足其长焦距的前提下大大缩短了系统的光学筒长.为了使系统结构更精巧,引入了二元光学元件,利用ZEMAX辅助设计软件对光学系统结构进行优化;通过有效地折叠空间光路使系统布局更紧凑,最后研制出的小型化透射式光学识别系...     

分数傅里叶变换光学实验基本单元的参量选择

以实现分数傅里叶变换的不等焦距双透镜模式为研究对象,分析了其与单透镜模式的等效性,给出了各种光学单元基本参量选择的判定法则。计算机模拟实验证明了结论的可靠性与可行性。     

全息透镜傅里叶变换特性分析

利用一点光源和一束倾斜平行光拍摄了一种离轴全息透镜,并对其傅里叶变换特性进行了分析。将输入图像置于这种全息透镜的前面或后面,均能得到物体的傅里叶变换功率谱。图像尺寸越小,全息透镜的焦距越长,产生的误差越小。当物体位于偏离主轴的前焦面时,能够得到物体准确的傅里叶变换。     

依据近轴光学理论求解双焦系统初始结构

为了快速得到双焦光学系统初始结构,依据近轴光学理论设计一款双焦、双视场光学系统。通过高斯光学理论及物像交换原则求解光学系统近轴光学元件的初始位置,分组将标准透镜插入到求解位置上,通过逐步增大近轴元件的焦距优化镜组及镜片间隔,使插入的透镜组焦距趋向该近轴元件焦距的理论计算值。以此类推完成每个镜组的优化设计。通过该方法设计了焦距为40/120 mm、视场为8.6°/2.9°的光学系统,所有镜片均为球面。在奈奎斯特频率100 lp/mm处,120 mm焦距时调制传递函数为0.58,接近衍射极限;40 mm焦距时调制传递函数为0.52。设计结果表明该方法适用于双视场光学系统,可快速得到光学系统初始结构,简化了设计难度。     

一种精确测量光学系统焦距的新方法

本文首次提出了一种利用低频全息光栅精确测量光学系统焦距的新方法,并分析了测量误差。这种方法适用于各种对称和非对称光学系统(如球面、二次非球面、柱面和轮胎面等)焦距的精密测量。     

长焦距红外光学系统焦距检测方法

强激光主机装置中,需要利用各种不同焦距的光学透镜对光束进行扩束和准直,透镜焦距的准确程度直接影响系统的整体性能,所以对透镜焦距的准确测量尤为重要。提出了一种利用哈特曼-夏克波前检测仪和旋转平面镜辅助测量长焦距红外光学系统焦距的新方法。给出了系统的测量原理,使用ZEMAX 光学仿真软件仿真分析了待测透镜不同通光孔径对焦距测量的影响,并且通过误差理论推导出平面镜旋转角度与系统测量误差之间的解析表达式。最后进行了实验对比,测量结果表明,当平面镜旋转至一定角度,采用合适的通光口径,系统测量精度可以优于3,远高于传统测量方法。此外,该测量方法还具有使用方便、高稳定度等显著优点。     

基于反射式平行光管法的紫外透镜焦距测试研究

光学透镜是光学仪器中最基本的器件,而焦距又是光学透镜最重要的特性参数,如何精确测量透镜的焦距一直以来都是研究重点,然而目前鲜有针对紫外透镜焦距测试的研究。本文结合紫外透镜的特点,对一种基于反射式平行光管的紫外透镜焦距测试方法进行了研究,并以此设计出了一套紫外镜头焦距测量系统,同时选用了不同焦距的紫外镜头进行了实验,最后对系统进行了误差分析。实验结果表明,该测量系统可以对紫外镜头焦距进行高精度测量,25 mm镜头的测量误差为2.041%,100 mm镜头的测量误差为0.934%,验证了测量系统的准确性。     

基于光强传输方程与SLM的快速相位恢复

基于光强传输方程（TIE）的相位恢复技术,可以通过测量一系列垂直于光轴分布的散焦强度图,直接求解得到光场的相位信息。传统的基于TIE的强度图像采集系统在获得散焦图像时需要机械移动。通过在空间光调制器（SLM）上加载透镜相位图,使其实现可编程透镜的功能,任意改变此透镜的焦距值,可以实现不同的散焦距离,从而避免采集图像过程中CCD的移动。根据不同的算法理论,设计了两种光强图像采集系统。由于日常生活中使用相机拍照时,透镜的相位调制作用不可忽略,使用SLM代替含透镜的光传播模型中透镜的作用,设计了第一种实验装置。此外,通过在4f系统的频率域位置放置SLM,设计了第二种实验装置。真实实验的结果验证了这两种方法的有效性和正确性。