利用互补光栅编码实现光学图像的微分

一、引言 早在1971年,S.K.Yao和S.H.Lee就在相干光学处理系统中,通过复合光栅在频谱平面上进行空间滤波而实现了微分运算。1984年,冯郁芬又在此方法的基础上,利用非线性记录的复合光栅作频谱滤波,可从+1级和+2级分别输出图像的一阶微分和二阶微分的结果。但是,在这类方法中,由于使用的是相干照明光源,所以输出图像都不可避免地受到相干噪声的干扰。于是人们又研究非相干光学方法,如实时白光图象微分法。这种方法使用白光处理系统,实时地实现了黑白图像的假彩色微分图像。1985年,羊国光等人又利用单色非相干线光源照明,用具有微分脉冲响应的全息滤波器作空间滤波而实现了图像的一维微分运算,其明显的好处是可以有效地抑制相干噪声,提高输出图像的质量。     

光学相干层析系统的光耦合实验分析

利用低相干光作光源的光学相干层析(optical coherence tomography,OCT)是一种新型的成像技术,是集共焦技术、相干技术、光外差技术和扫描层析技术于一体的非接触型成像技术;利用光源的空间相干以获得高的纵向分辨率,着重讨论了系统光源耦合后的大小对成像结果的影响。     

显微成像系统分辨率问题讨论（特邀）

空间分辨率是光学显微成像系统的核心指标,根据光学衍射理论,成像系统的空间分辨率由照明光波长与显微物镜的数值孔径共同决定。而在实际成像过程中,根据不同判据得出的显微成像系统分辨率略有差异,需要根据光源的相干性和被观测目标的结构等特征选择合适的判据来准确计算成像系统分辨率。通过理论分析和数值模拟,给出了不同情况下成像分辨率的计算方法,并对比了在相干光源和非相干光源照明下,对双缝目标和双点目标成像时成像分辨率的差异。     

利用注入光源的光学传输

虽然在光学传输方面的大量的工作是应用激光实现的,新的进展已能使非相干光源也成功的运用在这里。特别是注入光源（是一种形状如同相干注入激光器的非相干发光二极管）为光学传输系统的设计者们提供的特性,在许多方面超过了其他的方法。本文主要讨论怎样用注入光源以光学方式发送或传达信息。此种光学技术不仅可以用在通讯系统和经典的射频传感器上,还可以用在计算机、电视、遥测及警戒系统。     

光学频率稳定控制器

美国纽约州的ITT工业公司的D.L.Melton等人发明的光学频率稳定控制器是用于确定相干辐射计量光源波长的频率稳定系统。用这种稳定光源可标定用以干涉仪为基础的傅立叶变换光谱仪获得的光谱数据。由氖灯发出已知波长的非相干辐射光束直接入射到干涉仪,这种已知波长的光表示预确定的光谱线。通过干涉仪每个相干辐射计量光源和氖灯产生各种特征的干涉图形。在每     

基于LED照明的线扫描频域OCT成像系统设计

光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)由于其非接触、无损伤、高分辨率等优点,在医学、生物学、材料学等领域有着广泛的应用,开发基于低成本光源照明且快速成像的OCT系统已经成为OCT技术发展的一个重要趋势.论文研究了一种基于LED照明的频域线扫描OCT成像系统,给出了系统的...     

带通信号取样和相干检波

雷达与通信接收机中的相干检波器通常采用两个并行的基带信道的形式,这两个信道形成了射频和(或)中频接收信号的同相(Ⅰ)分量和正交(Q)分量。由于这两个分离的信道不完全匹配而产生的几度相位误差,限制了象动目标显示器(MIT)、相干积分器、多卜勒滤波器、天线阵处理机和相干旁瓣对消器一类的信号处理机原先可达到的性能。用单个模-数(A/D)转换器直接对中频信号取样并使之数字化的方法,不需要中频-基带变换。这种方法在目前已经引起人们的注意,它是本文所要讨论的问题。为了从接近尼奎斯特速率取得的中频样品值中获得精确的相干检波,需要采用一种以许多存储样品为基础的内插法。本文对从取样理论得出的一种算法作了规定,这种算法可以用来证明由数字化的样品精确地复现原中频信号。本文证明了信号的同相分量和正交分量可以从已处理的样品中得到,而相位误差小于0.2°     

光学相干层析系统的光耦合实验分析

利用低相干光作光源的光学相干层析（optical coherence tomography，OCT）是一种新型的成像技术，是集共焦技术、相干技术、光外差技术和扫描层析技术于一体的非接触型成像技术；利用光源的空间相干以获得高的纵向分辨率，着重讨论了系统光源耦合后的大小对成像结果的影响。     

采用单分子光源的光学显微镜

纳米科学的快速进步已促使对超高分辨光学显微镜技术兴趣的急增。在近场通过一亚波长孔径照明在锐金属探针端部的物体 ,能超越衍射极限。该技术被推荐的改进涉及用纳米尺度的有源光源取代物体孔径。用近场和远场方法作单个荧光分子的空间和光谱探测的进步提出用单分子作照明光源的可能性。用荧光激发光谱学与剪切力显微术相结合 ,这里介绍用单分子作为点状照明光源拍摄的光学像。单分子探针有潜力在光学显微术中获得分子水平的分辨 ,改进侧向和轴向空间分辨 ,也将促进纳米现象 (如共振能量转移 )的可控研究。过去 2 0年来 ,采用孔径探针的扫…     

卤素灯照明光栅衍射共路数字全息显微定量相位成像

数字全息显微术是数字全息术和光学显微术相结合的定量相位成像技术。为克服高相干光源(激光)照明产生的散斑噪声和寄生条纹噪声,以及参物光路分离系统结构的不稳定性(易受外界震动干扰),实现了白光照明(卤素灯照明)的基于光栅衍射的共路离轴数字全息显微定量相位成像。首先基于理论分析和计算,得出系统可采用的光学元件参数和系统结构参数;然后建立了一套卤素灯照明的光栅衍射共路数字全息显微成像系统;最后对系统的成像准确度和时空噪声进行了测量。实验结果表明,该系统具有高准确度的成像性能,并具有非常高的时空敏感性(空间噪声为0.6nm,时间噪声为0.04nm)。     

数学形态变换的光学实时实现及其应用

基于多焦点透镜的成像关系和光学实时器件,提出一种紧凑的非相干光学处理系统以实现实时数学形态变换.用光学方法实现了形态学中膨胀、腐蚀、开和闭等基本运算,并用这套光学系统对具有胡椒盐(Pepper and salt)噪声的输入图像进行处理,得到无噪声干扰的图像输出,还给出了指纹经过系统骨架化的实验结果.     

相干光学计算机原理

引言早在1953年,美国密歇根大学首先开始研究和发展相干光学计算机系统,并与美国陆军和空军有关部门订立研究合同。该计划称之为“设想的密歇根”,这无疑是代表相干光学计算最成功应用之一。当时该大学发现,航空相干雷达信号处理中的电子匹配滤波和在圆锥透镜与入射雷达信号的相干照明两维记录间的互作用有着类似之处,由此促进了这个计划的发展。这种早期的光学计算机示于图1。在激光未发明前,这种计算机采用汞弧灯做光源,因此实时工作是不可能的,但是与等效的电子雷达信号处理方     

眼前节光学相干层析系统的设计及实验研究

基于低相干干涉原理及迈克尔逊干涉仪的光学相干层析(OCT)技术,利用中心波长为1310nm的宽带低相干光源(SLED)及傅里叶域快速扫描光学延迟线(RSOD),设计和研制了眼前节OCT系统和探头。系统成像深度大于9mm。对其扫描模式进行分析,矫正所获得的眼前节OCT图像。     

象平面全息术在全息显微镜中的应用

消除由相干照明产生的斑纹效应,是全息显微镜研制中的重要课题。通常,减少照明的空间和时间相干性可消除斑纹,但这样会产生重现象的扩散,影响象的分辨率。重现象最小可分辨尺度△s与用光源直径△r表示的照明光源空间相干性的关系是: △s=Z_1/Z_r△r(1)其中,Z_1是重现象到全息图的距离,Z_r是照明光源到全息图的距离。     

多缝空间滤波假彩色全息像

本文阐述了用多缝彩虹方法对空间滤波的全息图像进行假彩色编码的技术。编码发生在相干光学处理机的空间频谱平面中。假彩色全息像是用白光再现多重彩虹全息图而获得的。与多波长技术相比较,这种技术的主要优点是取消了多个相干光源的要求,而且提供了一种简单的编码方法,能容易地获得宽频范围的假彩色全息像。这种技术的潜在应用从遥感技术中的航空照相直到医学诊断中的X线透视。     

白光照明谱域光学相干层析成像研究

为了降低成本,同时改善光学相干层析成像技术的图像获取率和轴向分辨率,采用白光源照明的谱域光学相干层析成像的方法,进行了理论分析和实验验证,通过对薄膜等样品的测量,取得了一些基本的数据和图像。结果表明,样品内部结构的图像清晰可见,该系统切实可行,并能够实现工程和生物材料内部结构的实时3维图像重构。     

基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明,系统的相干长度为23μm,轴向分辨率达到了11.8μm,横向分辨率为19.8μm,单幅图的采集时间为2.15 ms;与以往的OCT扫描方式相比,该方法减小了实现成本,并具有更快的扫描速率以及更高的精度,有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。     

LD波长调谐相移数字散斑干涉

通常的数字(电子)散斑干涉形变测量需要在测量系统中放置一个PZT器件借此产生相移条纹。由于PZT器件需要高电压驱动和伴有机械运动,从而使系统的光学部分复杂化和增加了其不稳定性。本文介绍了一个采用半导体激光器(LD)作相干光源的数     

关于全息术一个基本理论问题的研究

1 实验结果 文献[1]认为按图1(a)所得的全息图再现光路可以用图1(b),或图1(c)所示的系统,其中像面是照明光源C的共轭面。文献[2]认为按图1(d)记录的是Fourier变换全息图,输出检测面是Fourier变换透镜的焦平面。文献[1]还认为用图1(e)所记录的Fraunhofer全息图,用与参考波相同的照明光再现时,可以得到如图1(f)所示的结果。     

二分支低中频相位分集FSK相干光纤通信实验系统

本文报道以1.5μm InGaAsP自聚焦棒(GRINROD)外腔半导体激光器作发送光源,光棚外腔半导体激光器作本振光源,用改进的90°光混合器作光混合器件的二分支相位分集FSK相干光纤通信系统的实验研究系统中,采用100 MHz正弦信号对自聚焦棒外腔半导体激光器进行直接注入电流调制,接收端用平衡混频器解调信号。实验结果表明,改进的90°光混合器可用于相干光纤通信系统中。