4-f光学架构频域纯相位调制压缩成像

为了改善传统的多幅亚像素图像配准融合实现超分辨率的方法面临的配准误差和高成本问题,将压缩传感理论引入超分辨率成像. 基于大多数自然图像普遍具有的稀疏表示特性,以经典的4-f光学架构为基础,利用频域中相位比振幅包含更多信息的特点,提出了一种频域纯相位调制压缩成像方法,通过重建算法从单次曝光记录的低维测量值中恢复原高分辨率图像的信息. 数值实验结果表明,提出的方法可以有效地实现图像信息的随机调制和高质量重建,是一种有潜力的压缩成像物理实现方案,具有较高的重建信噪比和较少的重建时间,尤其是对于大尺度图像.     

相位调制伪彩色系统设计

本实验提出了相位调制数字伪彩色编码的图像处理方法,实现了光学信息处理系统与数字图像处理系统的有机结合,而且还提出了部分相干光学信息处理系统的建模和算法以及利用计算全息的手法实现空间光滤波器的设计。以数字图像的处理手法,实现光学方法处理的效果,实现伪彩色图像实时可调。     

全数字接收机非数据辅助相位恢复算法

提出了一种适用于高速率QAM调制信号的NDA相位恢复算法，利用差分编码对该算法加以改进，以期扩展算法的处理范围。采用对QAM信号进行差分编码来获取同步信息的方法消除相位估计算法遗留的相位模糊问题，组建一套不需要数据辅助的数字解调算法结构。通过仿真说明改进后的算法有效解决了不足，为该算法应用于全数字接收机中提供了实现方案。     

SLM相位调制特性对产生光学涡旋的影响

利用基于空间光调制器(SLM)的动态全息技术,能够产生高轨道角动量的光学涡旋,在光学微操纵中具有更大的优势.针对动态全息技术产生的光学涡旋存在强度调制这一现象进行了研究,通过分析SLM的相位调制机制,主要讨论了SLM的相位调制范围对产生光学涡旋的影响,结果表明:SLM的相位调制范围偏离理想值是产生光学涡旋存在强度调制的原因;SLM相位调制范围与产生的光学涡旋场强度对比度在一定范围内基本成线性关系.对光学涡旋场的最大、最小强度变化情况也做了讨论.     

周期性结构衍射物的相位恢复方法

提出一种将G-S算法应用于周期性结构衍射物相位恢复的简便方法.通过研究周期性结构衍射物的衍射特性,建立了单个周期的频谱强度与入射光(波)束和各衍射光(波)束强度的关系,从而实现了将G-S算法应用于单周期的迭代计算.这不仅压缩了采样点数和计算量,也为强度检测提供了方便.通过数值模拟计算证明了这种方法的正确性.     

基于结构约束条件的相位恢复算法设计

迭代型相位恢复作为一种新型的计算成像方法,已成功应用于X射线成像、像差校正、可量化的相位成像以及超分辨成像等各个领域。利用互补的结构照明模式实现相位恢复的紧支撑约束,并据此设计了改进型的多距离相位恢复算法。通过数值仿真分析,基于结构照明约束的多距离相位恢复算法实现了振幅型物体和相位型物体的图像重构。而且,改进算法提高了多距离相位恢复的收敛速度,解决了其收敛迟滞、收敛不稳定的问题,这将对相位恢复在生物成像的应用提供可靠的理论指导。     

集成光学相位调制器相位漂移补偿方法研究

铌酸锂集成光学相位调制器是数字闭环光纤陀螺的核心器件.其半波电压随温度的变化和调制解调电路反馈通道增益的变化直接影响相位调制器调制特性,产生相位漂移,从而影响了标度因数的稳定性.为了补偿相位调制器的相位漂移,提高标度因数的稳定性,提出引入了第2反馈回路的四状态偏置调制方法,给出了偏置调制方程,并分析了偏置相位的选择对系统信噪比的影响.对采用四状态调制的光纤陀螺进行测试,所得标度因数稳定性比单闭环方波调制方案提高了近一倍.结果证明,该方法对光纤陀螺标度因数稳定性的提高是有效的,具有重要意义.     

串行级联环卷积编码连续相位调制的收敛性能分析

介绍了一种串行级联环卷积编码连续相位调制技术,给出了基于外信息传输(EXIT)图的串行级联环卷积编码连续相位调制系统的收敛性能分析。通过EXIT图可以找出不同串行级联环卷积编码连续相位调制系统的收敛门限。仿真结果表明:串行级联环卷积编码连续相位调制系统的参数不同,收敛的门限也不同;收敛的门限越低,性能越好。     

TC-QAM系统中的载波相位恢复方法

针对Trellis Coded QAM（TC-QAM）解调系统中载波相位恢复难、收敛速度慢等问题,提出一种全数字方式实现的载波相位恢复方法。综合应用自动频率控制（AFC）、自动增益控制（AGC）、相位/幅度跟踪、相位模糊检测等算法,在没有任何训练序列的情况下,能准确地恢复调制信号载波相位。软件仿真结果表明,该方法能快速恢复和跟踪载波相位,即使在较低的信噪比情况下,解调系统也能正常工作。     

一种二维INSAR解相位模糊方法研究

解相位模糊问题是干涉SAR成像处理中最关键的问题之一,它直接影响成像高度的精度。文中结合递推估计方法,给出了一种解相位模糊方法。其过程是根据给定的初始相位数据或邻近的已解模糊的相位值通过递推估计来获取相位估值,再经过可信度的检测来保证相位估值的可靠性。模拟实验后的实验结果表明该方法是有效的,并它成功地恢复了相位所丢失的2nπ分量,其相位值与模拟的真实值比较,相对误差也很小。     

高精度星模拟器光机系统与支撑结构设计及其模态分析

高精度星模拟器作为高精度星敏感器地面标定系统,随着近年来我国深空光学导航技术的发展,得到了广泛的应用。光机系统作为高精度星模拟器的核心部件,其镜筒结构设计是否合理、材料选择是否正确,直接影响高精度星模拟器的标定精度。本文根据高精度星模拟器光学系统给定的光学尺寸、装调要求,建立光学系统结构的三维仿真模型,并应用有限元ANSYS软件进行模态分析,最终结果证明了光机结构设计的合理性,满足高精度星模拟器设计要求。     

数码相机镜头自检测设计的研究

针对数码相机生产中CCD和光学镜头的对准问题,笔者设计出一种光学镜头的对准系统。采用软、硬件相结合的方法研制出数码相机开发板,利用开发板进行自检测,解决CCD和光学镜头的对准问题,并对数码相机镜头进行有效的检测,运行结果良好。在CCD单侧倾斜〈11μm时,系统不能觉察出成像变化,这对成像系统没有任何影响。同时它对利用CCD的非接触式测量系统的校准有着重要的参考价值。     

相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法

传统的系统标定和相位测量是分开进行的,所测量的是物体相对于参考面的高度.提出一种快速的系统标定方法,用块规代替传统方法中由机械移动装置控制的标准平面,在块规表面采样标定点完成系统标定,实现系统标定与待测物相位测量的同步进行;当待测物支撑面与参考面不重合时,依然能准确测量物体相对支撑面的高度.对一高度为14.00 mm的立方块测量的结果显示,当其支撑面相对参考面发生纵向移动或倾斜时平均相对误差不高于1.35％,均方差小于0.15 mm.该方法简化了标定过程,在实际应用中更具普适性.     

一种基于图象的无标定视觉伺服方法的研究

采用基于图象的视觉伺服方法，绕过了3D空间的重建，直接利用图象特征来控制机器人的运动、给出了一种基于图象的无标定的视觉伺服控制方法，通过动态估算图象雅可比矩阵来代替实际的雅可比矩阵，消除了工业应用中标定的繁琐和由此引起的误差，特别避免了基于位置控制方法成像过程的非线性和图象匹配等带来的视觉重建困难。     

基于SOA-MZI差分相位法的全光异或逻辑门研究

建立了基于SOA-MZI结构差分相位法的全光异或逻辑门模型,实现了20 Gbit/s信号的全光异或逻辑运算.运算结果表明:输出脉冲信号的宽度主要是由延迟时间t决定的.采用差分相位法,可以减弱输出脉冲的码型效应,避免出现“拖尾”现象.     

星敏感器模型参数分析及校准方法研究

对星敏感器的实际测量模型和模型参数的校准方法进行了深入研究。首先,在星敏感器理想测量模型的基础上,充分考虑焦距偏差、光学系统的成像畸变、图像传感器感光面的倾斜、图像传感器感光面的旋转和主点偏差等因素对导航星实际成像位置的影响,用几何的方法建立了星敏感器的实际测量模型,其次,分析了各因素对星敏感器测角精度的影响规律;通过实测校准数据,借助最小二乘法求解模型参数,完成了星敏感器的校准。实验结果表明,测角精度得到了提高。     

六态矢量Potts模型的相结构和相变性质

本文用变分累积展开（ＶＣＥ）方法对六态矢量Ｐｏｔｔｓ模型的相结构和相变性质进行了研究。在引进单变分参数情况下，系统的自由能，内能，比热和自发磁化强度被计算到四阶近似；在双变分参数情况下，上述物理量被计算到二阶近似。结果表明，系统存在三相结构，在较低温度下发生的是连续相变，而在较高温度下发生的是一级相变。得出的相变位置和用蒙特卡罗（ＭＣ）数值模拟方法给出的结果相一致，体现了用ＶＣＥ方法处理Ｐｏｔｔｓ模型的有效性。比用ＭＣ方法的优越性在于，用ＶＣＥ方法能体现出序参量和内能在一级相变时发生突变的情况。     

基于偏振技术的水下探测器光学系统设计

为了实现探测水下物体并区分材质的需求,研制了一套水下激光偏振探测设备,并设计出光学系统。偏振度是通过光学方法区分物体材质的重要参数之一,只要已知被测物体反射光的Stokes矢量,就可以求出偏振度。光学系统中共有两种方法来实现对Stokes矢量的测量:在焦面放置光电二极管直接测光强,或者放置CCD成像,通过分析图像灰度值得出光强信息。结合技术指标,在Zemax软件中运用小像差互补原理,优化设计了具有良好成像质量的光学系统。设计结果为焦距109.9mm,视场为5.2°,F数达到2.1,满足光学系统指标要求并且可以实现高精度的测量。系统仅使用5片球面透镜,结构简单紧凑,易于加工制造。将该光学设备加工出来,进行了简单的实验,证明了该光学系统的可行性。     

薄膜晶体管液晶显示器相位调制特性的测试

采用双光束干涉测量装置,对SONY公司的LCX023CMT的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)进行了测试.利用计算机对得到的干涉条纹图像进行滤波、二值化、条纹细化和二值图像的滤波等一系列处理,计算出干涉条纹因LCD相位调制而移动的相位.把参考灰度分别为255和0时测得的数据做了比较并取平均值绘制出LCD相位调制特性曲线.通过定性的分析,该方法能够在一定程度减少系统误差和随机误差.在相移干涉测量中,用LCD代替PZT相移器能大大简化光路系统,同时避免机械运动,实现相移量的全数字化控制.