实时光谱探测中快速傅里叶变换的FPGA实现

根据实时光谱探测系统,拟采用傅里叶变换光谱理论获取待测光谱信息.文中首先介绍了实时光谱探测系统的基本工作原理,优化了基2-FFT算法,然后详细描述了该算法的硬件结构和设计思路,重点叙述了算法有限状态机设计地址的产生及控制单元的流程,并利用Xilinx公司XC3S400芯片自带的IP核在ISE9.1软件开发平台上完成了FFT模块的硬件设计.最后采用以VerilogHDL语言编写的Testbench测试程序在第三方仿真软件ModelsimSE6.3f上对FFT模块进行了功能仿真.仿真结果与Matlab理论计算结果的对比表明FPGA硬件设计正确.当芯片工作在100MHz时,实现256点16bit基2-FFT数据所需的时间约为8.6μs,可满足实时光谱探测的要求.     

光纤光栅傅里叶变换光谱分析的研究

阐述了光纤光栅用作分光元件时 ,通过测量光纤光栅附近区干涉条纹 ,经快速傅里叶变换达到测量光谱的原理。讨论了波长测量范围和光谱分辨率。给出了在设计光纤光栅和确定探测器参数时应该考虑的几个问题。该光谱分析方法具有光谱分辨率高、结构简单、造价低等优点。     

用全息元件实现变形分数傅里叶变换

提出用全息元件实现变形分数傅里叶变换 .用全息方法制作在两个方向上具有不同焦距的变形柱透镜 ,且两方向上的焦距可随全息元件记录条件不同而改变 .用此元件实现了在不同方向上具有不同阶的变形分数傅里叶变换 ,讨论了用全息元件实现这种变换的条件 .并提出用此元件构成一种新的光学安全认证系统 ,给出了实验结果     

应用Winograd傅氏变换算法计算傅里叶光谱

讨论了Ｗｉｎｏｇｒａｄ傅里叶变换算法的优点,通过计算表明,将其应用于傅里叶变换光谱的具体算法时,与计算的具体过程相结合,可显著地提高光谱的计算效率     

无透镜傅里叶变换法制作高衍射效率多方向全息相位光栅

提出了一种记录多方向全息相位光栅的新光路，详细介绍了此光路的调整方法。采用四光路同时曝光，提高了光栅的衍射效率。给出了有实用价值的实验结果和理论分析要点。     

旋转光栅调制傅里叶变换频谱仪

提出了一种基于圆盘旋转光栅调制的傅里叶变换光谱仪 (FTS) ,光栅同时实现了分束和外差调制的功能。分析了三种实现分光的方案 ,通过对三个波长分别为 670nm ,63 3nm和 5 3 2nm的激光进行了频谱测量实验 ,结果表明该光谱仪具有良好的稳定性和抗干扰能力 ,经调制后测量灵敏度倍增 2 0倍 ,尤其适用于微弱信号测量和近红外领域。     

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。     

利用全息透镜阵列实现多通道分数傅里叶变换

提出利用全息透镜阵列来实现多通道分数傅里叶变换技术。分析了全息透镜阵列的制作原理,对多个物体实现了分数阶次各不相同的多通道分数傅里叶变换,并与光学透镜实现的实验结果进行了比较,两者的分数频谱互相一致。这种技术在多通道光学信息处理系统及多目标图像识别系统等方面有非常重要的应用。     

波导体全息光栅衍射光谱范围一致性研究

为了减小体全息光栅用于全息波导显示时不同视场角下衍射光谱的偏移,提出选择最佳的光栅矢量倾斜角和像源光轴相对于体全息光栅的倾斜角,可以减小衍射光谱的偏移。为了使全息波导显示系统在给定入射角度范围内具有相同的衍射光谱范围,采用三次曝光记录了一层体全息光栅。仿真结果表明,当像源的光谱范围在524~540nm之间时,该体全息光栅在入射角度范围-3°~3°内的衍射光谱范围相同,提高了给定入射角度范围内衍射光谱范围的一致性,可以应用于全息波导显示系统中。     

全息波导板构型优化

经过理论分析和计算,结合加工难度,提出了对全息波导显示系统中全息波导板的优化方法。对28°圆视场、30 mm×30 mm系统出瞳的全息波导显示系统中的全息波导板进行了优化。输入全息光栅尺寸、分束膜尺寸和输出全息光栅尺寸分别为5 mm×30 mm,30 mm×30 mm和30 mm×30 mm,波导板材料、波导板厚度、上波导板厚度和下波导板厚度分别为Ba K7,3 mm,0.75 mm和2.25 mm时,能够满足所要求的全息波导显示系统视场和出瞳性能要求。通过优化得到的系统构型可以应用于全息波导头盔显示器、全息波导平视显示器等。     

基于傅立叶变换的显示调制算法

介绍了一种使用光栅图像和傅立叶分析法来确定背投显示器光栅调制值的首选方案。这种方法对空间图像噪声不敏感,并且与标准技术相比,它能够更好的与人类视觉系统的反应相一致。这种方法不局限于任何特定的显示器类型,可以适用于任何技术。     

基于阵列波导光栅的单纤三重波分复用器

利用阵列波导光栅实现单纤三重波分复用器是一种具有很多优点的方法.ITU G.983标准规定了无源光网络的三个波长为1310,1490和1550nm,由于这三个波长的间距相差很大,光谱范围也大,用普通的AWG设计方法不能达到理想的效果.文中提出了一种基于阵列波导光栅的单纤三重波分复用器的新型设计,利用衍射光栅的频谱周期性,使离第二、三波长较远的第一波长工作在不同的衍射级次,并将第一波长映射到与第二、三波长形成几乎等间距信道的第四波长,从而减小了对光栅自由光谱范围的要求,同时使对应这三个工作信道的输入/输出波导几乎等间距,解决了传统设计方法导致的衍射级次小、器件尺寸大、制作困难等问题.     

基于阵列波导光栅的单纤三重波分复用器

利用阵列波导光栅实现单纤三重波分复用器是一种具有很多优点的方法.ITU G.983标准规定了无源光网络的三个波长为1310,1490和1550nm,由于这三个波长的间距相差很大,光谱范围也大,用普通的AWG设计方法不能达到理想的效果.文中提出了一种基于阵列波导光栅的单纤三重波分复用器的新型设计,利用衍射光栅的频谱周期性,使离第二、三波长较远的第一波长工作在不同的衍射级次,并将第一波长映射到与第二、三波长形成几乎等间距信道的第四波长,从而减小了对光栅自由光谱范围的要求,同时使对应这三个工作信道的输入/输出波导几乎等间距,解决了传统设计方法导致的衍射级次小、器件尺寸大、制作困难等问题.     

小波变换与傅立叶变换相结合的信号实例分析

文章采用离散小波变换与快速傅立叶变换相结合的方法,先对原始信号进行小波分解,再对各子带信号做快速傅立叶变换,从而得到各子带上时间信号的频谱。计算机仿真的实例分析表明,该方法将小波变换和傅立叶变换的优点结合了起来。