数字全息信息记录最大化及简化相移技术

本丈从信息论的角度研究了数字全息信息量与记录光路的关系,证明了同轴傅里叶变换全息是实现全息信息量最大记录的光路.同时提出了一种新的简化相移数字全息显微技术,本技术采用四分之一波片作为相移器,结合计算机模拟原参考光,只需进行一次相移,拍摄两次全息图和一次物光强度分布图就可以有效的消除数字全息再现像中的零级像和共轭像.将新的相移技术与同轴无透镜傅里叶变换全息相结合,简化了相移步骤,实现了数字全息再现实像最高像素输出,从而提高了数字全息再现像分辨力.     

单次相移数字全息中相移值的提取

为了消除相移误差对数字全息中再现像的像质的影响,本文时单次相移数字全息进行了研究.基于相位统计特性,提出了一种有效消除相移误差的新方法,该方法能够对任意未知相移量进行提取,并利用数字全息图所有抽样点的强度偏差之和作为评价标准,通过逐步改变计算得到的初始相移值来寻找正确的实际相移角.计算机模拟得到了很好的再现结果,证明了该方法的可行性和有效性.     

四步相移数字全息干涉术相移提取和物光重建

提出广义相移干涉术中结合广义四步公式改进最小二乘法抽取任意相移进而重建复波的方法.利用广义相移数字全息算法的物波重建公式替代传统最小二乘法来提取参考光相位和重建物体波前,大幅减小迭代循环的计算量.使用该方法,每一次迭代计算参考相位只需要一个最小二乘法,同时利用物波前重建公式计算物光相位.这种方法的可行性和有效性已被计算...     

40倍长工作距离PCF熔接系统显微物镜设计

针对PCF熔接系统对显微物镜的长工作距离、高放大倍率和高分辨力的需要,本文设计了一组用于光子晶体光纤端面成像的特殊物镜,并通过ZEMAX仿真优化。该物镜具有40?高放大倍率、5mm长工作距离、1μm的高分辨力、500μm×500μm较大视场等特点。通过实验验证该物镜达到了设计要求。     

基于EALCD的数字全息的研究

采用一种新的数字全息再现方法,将电荷耦合器件CCD与电寻址液晶EALCD相结合实现数字全息的再现.同时将数字图像处理技术与数字全息术相结合,应用MATLAB软件对记录的全息图进行数字图像处理,实验结果表明,该方法简单快速.通过图像增强等方法对全息图进行数字图像处理,在全息再现中,全息干涉图的对比度得到了显著的提高,有利于全息干涉条纹的自动判读.     

数字微镜器件用于并行共焦显微探测的研究

数字微镜器件(DMD)可以对反射后的光线进行分束,再经过透镜聚光后,能够形成点光源阵列,其中点的大小,间距都可以很方便地控制.相较于传统的微光学器件,DMD具有不可比拟的柔性,而且成本很低.利用DMD构建的数字并行光源可以用于并行共焦显微探测,实验搭建了一条适应于目前测量环境的光路,对比了周期不等的点光源阵列后,得到了在同时满足DMD和CCD的像素要求的前提下,阵列周期越小越能提高测量纵向分辨力的结论.     

保偏光纤拍长与折射率测量技术研究

拍长和折射率是表征保偏光纤产品性能的重要指标,随着保偏光纤在光纤通信和光纤传感等领域的广泛应用,对拍长和折射率参数的准确测量十分重要。基于白光干涉技术研制了保偏光纤拍长测量装置,通过测量保偏光纤上两个应力点之间的几何长度和对应耦合点之间的光学长度,实现了拍长的高精度测量,重复性优于4μm。基于数字全息显微层析成像技术,研制了保偏光纤折射率测量装置,通过记录不同旋转角度下的数字全息图,经滤波反投影处理后重建保偏光纤的二维横截面的折射率分布,实现了折射率的高精度测量,重复性优于10^-4。     

同步微离轴数字全息显微系统的空间失配标定方法

现有的空间失配标定方法受原理限制只能实现像素级的标定精度,且易受环境噪声干扰。本文提出了一种亚像素级的同步微离轴数字全息显微系统的空间失配标定方法。该方法在建模时不仅分析了图像分割导致的横向位置误差,还进一步考虑了传感器倾斜引入的纵向位置误差,并将标定过程归纳为求解非线性多变量优化问题。在本文中,粒子群优化算法因其结构简单、收敛效率高、全局搜索能力强等优势,被用于解决这一优化问题。在标定过程中,建立了基于相位畸变的纯相位波面,并将纯相位波前的均方根误差作为目标函数,以去除噪声对标定精度的影响。仿真结果证明本文方法具有亚像素级精度,实验证明了其在实际系统中的有效性。     

改进的数字全息光弹方法理论研究

该文通过改变参考光偏振方向,对数字全息光弹法进行改进,从而可以高效、高精度的检测二维应力场.从理论上导出了该方法的实验原理：加载前后在对应的4 个不同参考光偏振位置拍摄数字全息图,对这4 对数字全息图进行傅里叶变换、滤波及反变换,可以获得4 个光强方程,数值求解这4 个光强方程,再结合应力-光学定律就可以精确获得二维应力场的2 个主应力值和主应力方向.与传统的数字全息光弹法相比,新方法具有以下优点：不需要分离等差线与等倾线条纹;不需要确定条纹级数;方法简单,不需要已有技术以外的实验装置或实验模型.