无衍射贝塞尔光束的实现方法

无衍射光束是一种新兴的光束，它具有很好的应用前景，本文给出了无射贝塞尔光束的理论背景、实现方法及相应实验结果，比较了这些方法的优缺点，提出了无衍射光束的应用范围。     

激光衍射图像连通区域自适应识别系统

为了提高激光衍射图像连通区域的模糊性自适应识别能力,提出一种基于暗原色颜色空间双向耦合的激光衍射图像连通区域自适应识别方法,进行图像识别算法设计和系统设计。采用颜色衰减先验特征分析方法进行激光衍射图像连通区域自动成像处理,提取激光衍射图像连通区域的暗原色先验特征信息,采用软抠图透射分析方法进行激光衍射图像连通区域的边缘轮廓检测,结合大气散射模型进行激光衍射图像的光晕模糊区域检测,实现连通区域模糊图像的自动修复和识别,有效增强图像细节部分,提高激光衍射图像连通区域自适应识别能力。系统测试结果表明,采用该方法进行激光衍射图像连通区域识别的自适应性能较好,图像信息饱和度较高,图像输出质量较好。     

无衍射激光通信模拟实验系统的设计与实现

无衍射光束的发散角为零并且中心光斑直径相对于高斯光束较小,在激光通信中有潜在的应用价值。本文介绍了一种以无衍射光束为信息载体的大气激光通信模拟实验系统。以串口作为计算机与该通信系统的连接终端,通信速率可通过控制软件调为多种级别：采用内调制的方法使得激光光强随传输数据而变化,使用圆锥透镜法将激光器的出射光束转换为无衍射光,在接收端利用PIN探测器将经过调制的光信号转换为电信号,经过解调后进行信号放大和电平转换,最后将数据输入串口。激光调制电路具有自动功率控制功能,维持通信过程中激光器的功率恒定。激光接收电路具有无光告警功能,可在光路受到遮挡时提示通信中断。经过实验,该系统可完成计算机串口之间的无衍射激光通信,通信比特率达到普通计算机串口的最大速率19．2kbps。     

无衍射光束在激光三角测量系统中的应用研究

无衍射贝塞耳光束是近年来国内外极为重视的一个新兴研究领域.这种光束同时具有焦深长,中心光斑小的特点.利用这一特点,作者首次提出将其作为入射光束应用于激光三角测量系统,以解决传统激光三角测量系统无法满足大量程与高分辨率测量要求的问题.文中给出了无衍射光束的理论及实现方法.在三角测量物 象位置关系的基础上,设计了无衍射激光三角测量系统及其参数并给出了实验结果.理论分析与实验结果表明,这种新型系统明显优于传统的三角测量系统.     

基于DSP的激光衍射图像识别算法研究

为了能够对激光衍射图像进行有效识别,在DSP的平台上开发并设计了一种基于放射线相关的图像识别算法。首先,给出了激光衍射图像识别系统的总体结构,将系统分为图像采集和预处理以及图像识别两大部分;然后,重点分析了基于放射线相关识别算法的具体实现过程。实验结果表明,待识别图像与标准图像的差值仅为397,远远小于不相关图像与标准图像的差值1887,且该算法比较适合于衍射字符图像和任何有中心的图像。     

激光模拟器衍射损耗的研究

半导体激光器给出的是半功率点处的发散角,在计算时必须进行变换,因实测LOC激光器发散角较大,本文对高斯光束发散角变换公式进行了少许修正,导出了模拟器衍射损耗公式,并计算了三种模拟器的衍射损耗。     

关于衍射与无衍射光束

分析了衍射与无衍射光束的特点,讨论了无衍射光束的判据,指出衍射实质上是波动方程的非本征解光束在传输过程中趋于本征解光束的特点。     

4f光学系统制造理论高相似度无衍射光的参数研究

利用4f光学系统,可以产生多类型、高功率的无衍射光.然而,以前的研究主要集中在制造特定的无衍射光的光学应用中.首次综合分析了四类无衍射光在特定环宽的4f系统光强分布特性,利用傅里叶光学计算,首次分析四种类型无衍射光还原理论模型的优劣性,并发现所有的无衍射光的光强分布相似度会随着角谱采样的上升而下降的规律,用对应光学实验...     

光束质量稳健估计非线性拟合求解方法

激光光束质量M2因子在测量过程中,数据不可避免的存在随机和非随机两类误差,为了减小测量过程中受到误差的影响以提高系统的测量精度和稳定性,针对不同误差影响进行分析并提出相应的解决方法。在随机误差情况下,对传统双曲线拟合的正规方程组解法进行了改进并提出了加权拟合的正规方程组解法;而对于非随机误差情况,双曲线拟合尚未发现有效的解决方案,为此提出了基于稳健估计的双曲线拟合方法,并对此进行了深入的理论研究。实验表明,在数据存在非随机的情况下采用稳健估计的方法,可以克服非随机误差对参数估值产生的影响,使其拟合优度接近最优值,稳健估计的误差要比正规方程组的误差低一个数量级。因此,稳健估计可有效地提高测量M2因子的测量精度,对评价光束质量方面有着重要的应用价值。     

基于圆拟合的激光光斑中心检测算法

激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术，检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度，传统的检测算法如重心法，Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足，基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓，该算法除了可以检测光斑中心外，还可以检测光斑半径，达到亚像素级的定位精度，具有很快的计算速度，可适用于实时的光学测量。     

一种新的基于边缘拟合的图像配准方法

为了克服罔像配准中计算效率与稳定性的两难问题,提出一种新的基于边缘特征的图像自动配准算法.利用小波变换对图像进行多尺度边缘检测,提高边缘榆测的稳定性;用直线拟合边缘,并根据几何特件、灰度特性为直线分配可信度;以直线对作为最小配准单位,利用马氏距离计算直线对之间的匹配程度;配准过程采用加权投票算法确定变换参数,每次投票根据直线对之间的匹配程度及各直线可信度拥有不同的权重.实验表明木文算法快速稳定,在没有任何先验知识的情况下,能够有效的配准存在相似变换关系(平移、旋转和尺度)的图像.     

椭圆波束变焦距环焦天线的设计方法

导出椭圆波束变焦距天线重要几何参数的求解方程。给出了这种天线的简便而有效的设计方法，并给出实例和理论的天线方向图。这种天线可以形成高效率的椭圆波束。     

一种基于局域亮度极大的环栅激光图像边缘检测

针对无衍射激光图像特点,提出了一种由亮环确定图像中心的方法.利用局域亮度最大原理,提取亮环屋脊边缘点;对各个亮环边缘点用最小二乘法拟合圆心,取拟合残差最小的亮环的圆心作为整幅图像中心.该方法运算速度快,对图像无需二值处理,避免了阈值选取不当对图像边缘位置的影响,可以自适应地利用周围像素亮度值来确定图像边缘.该方法已应用到船舶的同轴度检测,获得了很好的结果.     

A simple neuro-fuzzy method for improving the performances of impulse noise filters for digital images

A novel method for improving the performances of impulse noise filters is presented. The method enhances the performance of an impulse noise filter in two ways: increases its noise-suppression ability and decreases its distortion effects. The method is based on a simple 2-input 1-output neuro-fuzzy system. The internal parameters of the system are tuned by training. Training of the system is easily accomplished by using a simple computer-generated artificial image. The proposed method can easily be used with any impulse noise removal operator. The application of the method is completely independent of the noise removal operator and it has no influence on the filtering behavior of the operator. Experimental results show that the proposed method may efficiently be used with any type of impulse noise removal operator to significantly improve its filtering performance.     

基于红外被动测距的基线拟合算法研究

为了实现红外光谱被动测距技术的准确测距以及透过率的精确计算,采用插值法进行了基线拟合算法研究。以氧气A带为例,利用逐线积分计算出A吸收带两边的带外数据,采用多种插值拟合方法来拟合,进行了详细的理论分析和仿真验证。通过几种拟合结果的对比,多项式插值拟合取得了比较好的结果,拟合精度最高。结果表明,多项式插值拟合基线算法为建立透过率和距离等条件的数据库提供了方法,为被动测距的实时测量提供了坚实的基础。     

小波变换中基于正交多项式拟合的边界延拓

为消除小波分解过程中的边界效应,给出了一种基于多项式拟合的边界延拓的新方式.该延拓方式首先对信号边界处的N个点进行M阶正交多项式拟合,将信号在边界处的低频变化规律用正交多项式表示出来,再利用得到的边界处的低频变化规律对信号进行延拓,从而减少了边界处引入的突变量.研究表明,N取30～50、M取2～4较为合适.进一步的实验表明,利用小波变换在该延拓方式下对信号进行基线校正时,边界效应得到了明显的改善.     

一种新的基于对应像素距离度量的图像相关匹配方法

传统的图像相关匹配方法中,由于实时图和参考图之间存在着灰度差异和一定程度的几何形变以及对目标的局部遮挡,使得利用求取对应像素灰度差累加和来进行相似性度量算法的性能很容易受到影响。文中从另一角度提出了一种新的图像相关匹配算法。该方法改变了原先匹配算法中求取模块图像和目标图像的像素灰度差的和的方法,而改为求取两幅图像之间相接近的点的个数,从而使匹配算法的稳定性大大提高,因为 局部出现的大片噪声点将不会影响匹配的结果,而这样的情况在传统的相关算法中将会显著影响匹配结果。实验结果表明了该方法的有效性。     

新型平行分束偏光镜的设计研究

为了既节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,又实现偏振光的大剪切差输出,采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出了一种新型平行分束偏光镜的设计方案.该棱镜为冰洲石晶体中间夹光学玻璃的结构,可采取胶合剂和空气隙两种胶合方式.结果表明,在保持较高消光比和透射比,又不增加晶体使用量的前提下,相对于常规平行分束偏光镜,该棱镜一般可以将剪切差增加3倍以上.