基于光谱光学相干层析技术的膜系反射光谱测量

根据光谱光学相干层析(OCT)技术的原理,建立了光谱光学相干层析系统,并利用该系统测量了膜系的反射光谱。该方法通过傅里叶变换实现了光学相干层析信号光谱信息的提取,克服了传统反射测量方法测量结果不直观、受非测量面干扰等问题。测量所得的光谱反射率,与商业仪器的测量值吻合较好,均方差仅为0.0488。     

湍流大气中空间部分相干奇异光波的传输

自由空间中带有光学涡的部分相干光的传输特性是影响大气光通信系统性能的关键因子之一.基于弱湍流大气中光波传输的Rytoy方法和部分相干光的互相干函数的交叉谱密度函数近似,研究了带有"光学涡"的空间部分相干拉盖尔一高斯光束在湍流大气中的传输特性,得出了弱湍流大气中传输的部分相干光束互相干函数和平均光强空间分布的解析关系.研究结果表明,弱湍流大气起伏仅仅影响这类光束相干函数的幅值,不改变光束光学涡的分布特征.     

自聚焦共焦光纤传感系统的相干传递函数

在弱物体近似下，运用傅立叶光学，从成像系统角度对自聚焦共焦传感技术进行了理论研究。首重分析了该技术测量样品纵深结构时图像的成像机理。由于光纤具有本征场的模式，对光的振幅和相位的响应是相干的，从而可用相干传递函数（CTF）描述系统性能。结果表明，系统相当于一复振幅线平移不变系统，具有低通特性和层析特性。     

爆轰产物温度测量技术研究

为了对冲击压缩下介质和爆轰产物的温度进行测量,本文选择光学法作为测温方法.根据光学测温原理,介绍了如何在实验中用高温计实现爆轰产物温度的测量.通过对实验和理论所得到的炸药爆轰产物温度分布曲线进行比较,验证了该方法的可行性.     

谱域光学相干层析测量技术研究

介绍了一种基于谱域光学相干层析成像的光学测量技术,对其基本原理进行了分析,并通过平面镜位移实验对该理论进行了验证。实验结果表明,该方法测得的数值与理论值基本一致,表明谱域光学相干层析成像技术的测量结果真实可靠,可以为高散射物体的表面轮廓测量和低散射物体的内部结构成像提供技术支撑。     

氧化锌薄膜的光学相干层析检测方法研究

为了实现对氧化锌薄膜的厚度测量,采用光学相干层析成像的方法进行了理论分析和实验验证,获得了含厚度信息的1维深度图像和含内部结构信息的2维层析图像。结果表明,该方法测得的薄膜厚度值与理论值一致。该研究说明谱域光学相干层析成像技术的测量结果真实有效,可以用于薄膜的厚度测量和质量检测。     

多尺度Retinex的光学相干层析图像增强研究

针对光衰减导致光学相干层析图像局部图像对比度下降的问题，提出了基于多尺度Retinex的光学相干层析图像增强方法。采用图像光照补偿的方法完成光学相干层析图像增强，选取多尺度Retinex算法在三个尺度条件下确定高斯滤波系数；利用高斯滤波系数对光学相干层析图像实施卷积处理，对灰度值结果实施加权平均处理，并采用分段线性平移与压缩方法对加权后灰度值实施映射，实验结果显示该方法可显著提升图像的颜色与对比度质量，有效解决了后向散射的问题，获取较好的光学相干层析增强效果。     

国外信息

国外信息光学相干断层摄影术光学相千断层摄影（ＯＣＴ）与超声波成像类似，因此有人称之为“Ｂ一起成像的光学等同”．ＯＣＴ是美国麻省理工学院（ＭＩＴ）１９９１年在研究低相干干涉测量术的基础上发展起来的，它测量生物组织上的后向散射光而不是超声波。ＯＣＴ是一种...     

基于光学滤波的水面弱纹理提取方法研究

水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号,这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱,而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法的优缺点,提出光学滤波的方法增强水面弱纹理信号的信杂比,使这种信号的提取更容易。基于非相干光学滤波的原理和特定信杂比评估弱纹理信号提取性能的方法,对不同特定频率信号的光学滤波方法采用信杂比进行分析和评估,然后在此基础上,针对特定频率的信号优化了相应的非相干光学传递函数,通过仿真和实验验证了该方法的可行性,同时表明优化的双孔径非相干光系统对弱纹理模型和信号具有较好的提取能力,该优化的系统可以得到7%以上的信杂比增强,再结合后续的数字对比度增强技术可以进一步有效提高对弱纹理信号的提取能力。     

OCT纵向图像形成分析

光学相干层析成像能够直接对物体的纵深方向成像。本文对ＯＣＴ系统测量生物组成的纵向图像形成进行了理论研究，推导了系统相干传递函数，研究了系统的纵深分辨力。     

基于激光诱导磷光测试技术的发动机缸内燃烧温度测试

尝试将激光诱导磷光测温技术应用到发动机缸内气体的二维温度测量中。其原理是利用Dy:YAG磷光剂受355 nm波长的激光激发后辐射的磷光波长特性进行温度测量。标定了激光照射后两种磷光波长的强度比与温度的变化关系。实验测试得到了该发动机在不同曲轴转角下缸内燃烧气体的二维温度分布,画出了测试平面上温度分布的柱状图,并根据标准偏差分析了不同曲轴转角下的温度分布结果,分析了燃烧的进展情况,通过与燃料燃烧质量分数划分的燃烧阶段相比较,验证了激光诱导磷光测温技术在发动机缸内燃烧温度研究中的可行性。     

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。     

低相干光干涉法延时测量中的误差分析

低相干光干涉法通过测量宽谱光通过待测器件之后的相位变化得到其相对延时量。采集宽谱光时域干涉数据,利用傅里叶变换提取出频域相位信息后再进行相位展开、多项式拟合处理,所得相位曲线对频率求导可得待测延时曲线。延时测量误差来源于干涉信号强度误差和纯相位误差。理论分析和仿真计算表明,延时误差与相位误差成正比;强度噪声引起的相位误差与噪声强度成正比,且该类噪声可通过曲线拟合算法得到有效抑制。实验表明,温度等环境因素引起的纯相位误差是延时测量误差的主要因素。实验上,对约19 m光子晶体光纤于1540~1560 nm波段的相对延时进行了测量,达到了0.14 ps的精度。     

基于光电位置传感器的发射轨道空间几何坐标一致性校正系统设计

在现代发射轨道空间弹丸飞行姿态研究中,通过轨道上的多组阴影相机基站瞬态捕捉弹丸姿态图像数据,对图像数据进行处理计算可以获得弹丸的飞行轨迹数据。因此,阴影相机的空间坐标校正对飞行姿态数据的获取以及测量精度有着重要的影响。针对传统悬线型基准系统校正误差大以及因每组相机间独立校正而导致的空间几何坐标校正一致性低的问题,基于光电位置传感器和光学杠杆原理,设计了新型阴影相机空间几何坐标校正系统。阐述了该系统的理论背景、组成以及调校方法,并对该系统进行了实验分析。实验结果表明,采用该系统校正阴影相机俯仰角精度优于10″,单组相机校正实验测量结果误差不超过0.06mm,多组相机校正一致性误差不超过0.1mm。     

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。     

应用于珍珠检测的光学相干层析技术

珍珠质的内部微观分辨和测量是珍珠产业发展和学术研究的核心难题.光学相干层析(OCT)高清晰深度分辨技术通过探测珍珠质的光学反射散射特性,提供了研究其结构形态和分布规律的新途径.阐述了对珍珠质进行成像扫描的原理和实验装置,以光纤迈克尔逊干涉仪为主体,利用中心波长1310 nm的宽带光源和傅里叶域光学延迟线实现了扫描速度1 frame/s,纵向分辨率15μm,成像深度3 mm的光学相干层析成像系统.实验结果验证了光学相干层析检测方法适用于珍珠质的定量检测和定性分辨的可行性,初步的报道包括珍珠质层和珠核贝壳层的分辨鉴别,珍珠质层平均测量误差在20μm以内,珍珠质内部各种反常生长分布信息也清晰可见.     

Correlation between 1/f fluctuations in the two outputbeams of a laser diode

The coherence function of 1/f noise fluctuations in the optical output from the two laser facets is derived from a simple model. At low power, the coherence is shown to be dependent on the optical absorption in thermal equilibrium. The coherence function can be used to determine the absorption coefficient. In the superradiation region, the coherence function increases strongly with power toward its maximum value of one. It remains one above threshold. Experimental findings on a channeled-substrate-planar laser are in good agreement with the author's theory     

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。     

自适应光学相干层析在视网膜高分辨成像中的应用

视网膜光学相干层析（OCT）技术利用外部低相干光源照射人眼眼底,并将人眼眼底散射信号进行干涉成像,获得人眼视网膜的断层图像信息,以实现人眼视网膜无创、实时、在体的光学活检。传统光学相干层析在视网膜成像时的轴向分辨率可达3 μm以上,但由于人眼个体差异和不可避免的像差限制了视网膜OCT的横向分辨率,只能达到约15~20 μm。而自适应光学作为一项波前校正的先进技术,可以校正OCT色差以及人眼有限视场和眼球运动导致的像差,将OCT横向分辨率提高到低于2 μm,以实现视网膜细胞及微细血管近衍射极限成像,及时发现患者眼底存在的早期病变。在介绍自适应光学和视网膜光学相干层析的技术特点基础上,对自适应光学在视网膜光学相干层析成像应用的国内外发展现状进行了论述,总结了自适应光学OCT视网膜高分辨成像在宽带光源色差校正、眼球运动伪影减少、自适应光学视场扩大和波前传感与校正系统简化的关键技术和未来发展趋势,以实现大视场、高效率、高灵敏度、高分辨率的高速人眼视网膜成像,为未来自适应光学OCT视网膜成像技术的研究和应用提供参考和借鉴。