随机光栅定向散射器的设计

随机光栅定向散射板由一系列线度为100μm至25μm的小光栅组成,小光栅的初位相随机。本文分析了这一随机散射屏傅立叶变换衍射场的统计特性,指出它是具有一定光强包络的散斑场,光强包络由小光栅线度、空频和条纹倾角决定,散斑大小由散射板孔径决定,提出了定向散射板的设计方法,并给出了设计实例。     

转动随机微透镜阵列对激光显示中散斑的抑制

为了消除散斑现象,对随机漫射体抑制散斑的可行性进行了探讨。分析了"随机微透镜阵列"作为随机漫射体在光束控制和光能利用率方面的优越性,并提出了在光学系统中加入转动"随机微透镜阵列"的方式抑制散斑。对加入这种结构后屏幕上的散斑进行了测量,验证了此种方法可以将散斑对比度降低到1.15%,使人眼分辨不出激光散斑,提升了激光电视的观看效果,并与传统的转动匀光棒法进行对比,体现了此种方法出色的抑制散斑的能力。     

湍流大气中动态激光散斑的数值模拟

首先在分步傅里叶算法中引入了时变相位屏,模拟了真空中漫射平面激光回波动态散斑场,统计计算了真空散斑场的空间和时间相关函数,分析了目标运动速度和发射波束半径对散斑相关特性的影响.然后根据冻结场理论,模拟了湍流大气中激光波束照射漫射面的回波动态散斑场,分析了风速对散斑特性的影响.结果表明,相关长度由目标上的光斑尺寸决定,光斑越大,接收面上的散斑越小.而相关时间不仅受目标平面上的光斑尺寸影响,还受目标平面上的光场相位影响,光场相位随着位置的变化越快,相关时间就越短.     

门积分的散斑光强自相关函数测量系统

建立了散斑光强自相关函数测量系统。系统采用门积分技术和自动数据采集技术，有效地抑制了光电噪声，提高了测量信号的信噪比；测量系统的运行过程全部由计算机控制，16位A／D转换使系统对光电信号的分辨率达到65536个灰度等级，提高了光强数字处理的动态范围；通过这些技术和方法的采用，使散斑光强自相关函数的测量方便快捷，精度明显提高。     

激光散斑对人眼损伤的研究

激光散斑和激光光束一样,在散斑场的光强度比较大,观察距离又比较接近时,也可对活体眼造成损伤。本文根据光对人眼损伤的安全极限,导出了激光散斑在不引起视网膜光化学损伤、热损伤及角膜损伤时,扩束He-Ne激光的光斑直径、漫射板到观察者的距离与激光光功率之间的关系。     

高均匀性小孔径激光照明系统

激光照明应用当中激光的高斯分布和散斑现象极大地影响了照明质量,为了将激光器出射的高斯分布的激光整形成类似平顶分布,同时对散斑进行抑制,实现均匀的激光照明,对随机漫射体抑制散斑的可行性进行了探讨。设计了一套基于"随机微透镜阵列"的激光照明系统,可实现出光孔径2mm,半发散角18°的平顶均匀激光照明。并对比了在此种结构下采用石英玻璃棒和自聚焦透镜作为光导元件时光斑质量的区别,对光斑的分布及散斑进行了测量,验证了此种方法能够将散斑对比度降低到4.84%,极大地提升了激光照明质量。     

激光散斑光强分布的阈化处理及其对功率谱的影响

给出了一种阈化处理激光散斑光强多灰度值分布（如２５６级灰度）的方法。采用此种处理方法，激光散斑的功率谱强度随空间频率的分布保持不变，而计算机存贮散斑图样所需的存贮空间可极大地减少。针对具体的圆形和环形散射屏引入的散斑图样，采取使处理前后的功率谱偏差最小的方法，找出了最佳的阈值。     

位移散斑杨氏条纹质量的改善

本文描述了利用激光分束成多路非相干光或白光源中多色光谱成分同时照明漫射物表面,通过二次曝光,在象面得到位移散斑的方法。实验表明这种斑纹减弱技术可以相当大地改善付氏变换后杨氏条纹的质量。     

双孔散斑照相用于物体通过漫射介质成象

物体通过大雾等漫射介质的成象问题一直吸引众多研究者的注意。光学全息技术、光栅干涉仪技术已经显示出在实验室条件下的有效性。但由于所使用的设备比较复杂，很容易受外界震动的干扰，使其应用场所受到很大制约。本文提出了使用双孔散斑照相技术使物体通过漫射介质成象。用这种技术得到的实验结果显示这项技术在象的对比度方面比直接得到的象有很大提高。同时所使用的设备简单，受外界震动的影响小，因而具有很大的实用价值。     

对孔散斑照相用于物体通过漫射介质成象

物体通过大雾等漫射介质的成象问题一直吸引众多研究者的注意。光学全自技术、光栅干涉仪技术已尼显示出在实验室条件下的有效性。但由于所使用的设备比较复杂，很容易受外界震动的干扰，使其应用场所受到很大制约。本文提出了使用双孔散斑照相技术物体通过漫射介质成象。用这种技术得到的实验结果显示这面技术在象的对比度方面比直接得到的象有很大提高。同时所使用的设备简单，受外界震动的影响小，因而具有很大的实用价值。     

激光显示中斑纹横向尺寸的估计

介绍了减弱散斑的很多方法,并分析了这些方法用来抑制激光显示中散斑的缺陷。通过研究分析激光电视的工作原理,得出了激光电视屏幕上散斑的形成原因。并建立了出瞳面和像面的二维坐标系统,利用统计光学方法得到了像面散斑光强横向自相关函数和规范化自相关函数的表达式,进一步推出像面散斑横向尺寸的平均大小。以红光为例,计算出斑纹横向尺寸的大小。最后分析和讨论了抑制激光显示中斑纹的方法,为以后激光电视中斑纹的消除奠定了理论基础。     

基于自相关函数建模的小波域SAR图像去斑方法

合成孔径雷达（SAR）图像的小波系数间存在重要的相关性．通过对这种相关性的精确建模可以改善图像的去斑效果。提出了一种新的基于自相关函数建模的小波域SAR图像去斑方法。首先对原始SAR图像进行对数变换．再用可控金字塔作多尺度和多方向分解．分别对图像和噪声系数的自相关函数精确建模．并在图像自相关函数中引入方向性解析式．再利用维纳滤波得到去噪后的小波对数图像,最后经指数变换得到去斑后的SAR图像。对合成图像和实际sAR图像的去斑实验表明,该方法较其他经典方法的去斑效果要好。     

基于光学相干层析散斑的流速测量方法

发展了一种基于光学相干层析(OCT)散斑的流速测量方法。与传统激光散斑信号相似,样品中某一点处OCT信号随时间的波动与该处散射颗粒的平均速度有一定的依赖关系。通过对OCT信号的滤波和解调,得到OCT散斑波动信号,再对该信号进行傅里叶变换,得到散斑信号的频谱分布,然后依据频谱分布中高低频分量比值(HLR)与流速间的定量关系,就能确定样品中的流速分布。基于OCT散斑强度信号而非相位信息的流速测量方法,实验研究了HLR与流速间的关系,并给出了毛细玻璃管模型的流速分布图像。     

A method based on the average granulometric size of speckle for characterizing the scattering media

A method based on morphological granulometric analysis for the speckle image is presented to estimate the scattering coefficient of the scattering media. It is experimentally demonstrated that the average granulometric size, derived from the successive opening operations, is approximately in inverse proportion to the scattering coefficient of the sample in a broad illumination. Furthermore, a theoretical model based on the spatial correlation function of the back scattered intensity for the experimental phenomenon is reported. The analysis demonstrates that the explicit theoretical relationship between average granulometric size of speckle and scattering coefficient is established, and the theoretical prediction is consistent with the experimental result.     

激光斑纹的衍射和斑纹强度的测量

介绍了激光斑纹衍射和斑纹强度测量实验.结果表明,当斑纹平均直径与测量孔直径之比d_r/d_0≥1时,可以观察到夫琅和费衍射图或“准”夫琅和费衍射圈.在d_r/d_0>>1时,可以得到负指数形式的几率密度函数,并且能用对比度来表征散射面的粗糙度.     

三色激光散斑自相关法测量表面粗糙度的分析

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响,引入表面曲率半径,通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场,讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响.结果表明,引入粗糙表面的曲率半径,对三色激光散斑自相关测量法是可行的.粗糙表面曲率半径越大,其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近.曲率...     

环形光纤激光器自混合散斑自相关测速的研究

研究了一种基于强度自相关函数的光纤激光器自混合散斑速度测量方法.基于环形激光器光反馈理论,对自混合散斑信号进行自相关分析,推导出自混合散斑信号的自相关频率与表面粗糙物体运动速度之间的关系式.利用构建的环形掺铒光纤(EDF)激光器自混合散斑测速实验系统,对不同速度下的运动物体进行了实验测试,验证了自相关频率与物体运动速度...     

基于方差系数统计的合成孔径雷达相干斑强度估计

相干斑是合成孔径雷达(SAR)图像的固有属性。相干斑的强度是SAR图像解译的基础参量。由于多视处理假设模型等问题,相干斑的强度需要精确的估计。本文根据相干斑强度估计的基本原理,从统计学角度提出了一种基于方差系数统计分布的估计方法,该方法相比于传统方法可实现无监督自动估计相干斑的强度。本文所提出算法复杂度低,运算量小,具有很强的工程应用价值。     

飞秒激光散斑相关法

利用飞秒激光散斑的信息,可以得知散射体的空间运动信息.为此提出了飞秒激光散斑相关测量技术,将散射体变化或移动前后的飞秒散斑场分别用CCD探测器记录下来并储存于计算机中,对移动前的飞秒散斑场和移动后的飞秒散斑场进行相关性运算,就可以确定出散射体的有关特性或移动量,实现对飞秒散斑场移动实时测量.结果表明,实验中散射体的位移量与用相关算法得到散射体的移动量相吻合,证实了飞秒散斑相关法测量的可行性.