改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法

为了完全消除CCD背景噪声和杂散背景光对数字全息再现像质量的影响,在全息图强度分别减去参考光波和物光波强度相减法和全息图强度分别减去参考光波和物光波强度及CCD背景噪声相减法的基础上,提出了改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法。介绍了背景强度补偿法的原理,并实验对比了全息图的直接再现像及应用背景强度补偿法对不同背景强度下获得的全息图处理后的再现像。结果表明,背景强度补偿法显著地改善了再现像质量,降低了对数字全息图记录环境的要求。     

复杂物体离轴-同轴复合数字全息高分辨率成像

当被测物体不满足稀疏条件时,传统同轴数字全息相位恢复方法无法消除共轭像的干扰,也无法获得正确的相位重建结果;而离轴数字全息受最小记录距离的限制分辨率较低。为此,提出了一种将离轴和同轴数字全息相结合的复合数字全息成像方法。该方法只需记录一幅离轴全息图和一幅同轴全息图;采用约束最优化算法从离轴全息图中得到记录平面内物光波的近似相位分布;将此相位信息与同轴全息图的强度信息合成记录面内物光波复振幅的初始值;再利用迭代算法实现物体强度像和相位像的高分辨率重建,该方法的理论分辨率与图像传感器的分辨率相同。实验结果表明,该方法可以充分利用图像传感器的空间带宽积,能在对复杂物体成像时消除共轭像,实现大视场、高分辨率数字全息成像,实验成像分辨率接近理论分辨率。     

双缝孔径像面强度全息术及其应用

本文分析了利用透镜成像的像面强度全息图的衍射特性,提出了利用双缝孔径记录像面强度彩虹全息图的方法,同时给出了实验结果。     

离轴数字全息零级像的空域滤波预处理消除法

基于离轴数字全息记录特点和数字图像处理技术,提出了一种消除离轴数字全息零级像的有效方法。该方法只需记录一幅数字全息图,无需增加实验装置的复杂性,直接对数字全息图在空域进行预处理,就可消除数字全息再现时的零级像。与一些消除零级像的现有方法相比较,该方法具有算法简单,处理速度快的优点,所提出的方法通过实验得到验证。     

一种提高粒子再现像对比度的方法

在对3维粒子场全息图的数值重构过程中,为了提高和改善聚焦粒子再现像的对比度,减小直透光、孪生像以及离焦粒子像的影响,采用了1种数值处理方法,通过对数值重构出的2个聚焦与非聚焦面上粒子复振幅相减,可以将直透光、孪生像和离焦粒子像对聚焦粒子的影响同时减小,并给出了简要理论以及仿真、实验结果。结果表明,在同轴数字全息层析再现粒子场过程中,该方法适用于在某一聚焦面仅显示聚焦粒子;此外,该过程仅需要一张全息图,而且不需要对全息图做预前和后期处理。     

合成孔径数字全息的记录、再现及实现

介绍了合成孔径数字全息记录和再现的基本原理，提出了相应的实现方法和技术方案。特别对合成孔径数字全息再现中的两类方法：用单参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加，以及用多参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加方法进行了详细理论分析和实验研究。结果表明，合成孔径技术是一种提高数字全息再现像的分辨率的有效方法。与传统的子全息图直接拼接的合成孔径数字全息再现方法相比，用子数字全息图再现光场复振幅叠加或强度叠加两种再现方法均可实现合成孔径数字全息的再现，并可显著提高再现像的分辨率，但强度叠加方法的记录和再现难度远小于前者。在实际中可以根据解决问题的要求和子数字全息图的记录情况选用。     

同轴菲涅耳全息中提取相位的算法

同轴全息术得到的相位通常都有弯曲和畸变,且0级和±1级再现像相互重叠,使得以往在离轴全息中常用的相位补偿处理技术在同轴菲涅耳全息中效果不佳。为了解决该问题,采用一种仅需拍摄一幅同轴菲涅耳数字全息图,对该全息图做必要处理得到另一幅全息图,通过将两幅全息图的衍射再现光场相减消除相位弯曲,以及0级像和矩孔衍射对相位的影响,从而提取待求光场相位近似值的方法,进行了相应的理论推导和实验验证。结果表明,该算法相较以往使用的相位掩膜方法能够得到更好的结果。     

利用传统全息片实现合成孔径数字全息的研究

分析了传统全息片的微观结构,介绍了细光束成像和合成孔径数字全息记录、再现的基本原理,研究了利用传统方法拍摄的散射物体透射式、振幅型全息片实现合成孔径数字全息的方法,给出了实验结果。理论分析和实验结果表明,利用传统透射式、振幅型全息片,通过光学显微镜放大制作子数字全息图和合成孔径数字全息图,经计算机处理是可以得到完整再现像的,其性质与细激光束照射成像一致。用子全息图再现像的复振幅叠加方法和采用子全息图再现像的强度叠加方法均可实现合成孔径数字全息图的再现,且强度叠加方法的视觉效果要好些,但它们对缩小再现像中散斑的尺寸没有帮助。用子全息图拼接成的合成孔径全息图得到的再现像效果最好,可以缩小再现像中散斑的尺寸,信噪比、分辨率均有提高。要得到更好的再现像,需要用更多的子数字全息图拼接成尺寸更大的合成孔径数字全息图。     

数字全息再现像的激光散斑消除的研究

由于数字全息图受到激光散斑影响,使得其再现像产生较为严重的噪音。通过详细分析激光散斑形成的原因,并提出了用同一物体的多幅全息图的强度再现像叠加来减小激光散斑的干扰。具体分析了该方法的原理：在记录全息的物体照明光路中加入一散射体,在散射体的M个不同位置记录M张同一物体的全息图,然后将M幅数字全息的再现像叠加,激光散斑噪音下降为M~(-1/2)。最后给出了实验结果。     

全息图的计算机模拟再现

利用计算机模拟再现全息图的方法,为计算机制全息图和电子全息图的处理和传输过程中再现像像质评价提供了一个客观灵活的分析手段。     

场发射枪透射电镜电子全息静电双棱镜二氧化硅细丝的制作

电子全息静电双棱镜二氧化硅细丝是在透射电子显微镜中进行电子全息实验的关键部件,目前国内尚不能制备.本文采用简单易行的方法,加工制作了镀金石英细丝,直径约1 μm,并粘接在电子全息静电双棱镜的电极上,导电性良好,获得了条纹间距优于0.2 nm的电子全息干涉图.     

Twin-electron biprism

In order to obtain a large deflection angle without increasing the applied voltage to an electron biprism, we have developed a 'twin-electron biprism' (TBP), which is composed of two filament electrodes and a pair of ground plates. The observed interference-fringe spacing revealed that the deflection angle created by a TBP was about twice larger than that by a 'conventional electron biprism'. Also, we have suggested, in a double-electron biprism interferometry, the optimal disposition of a TBP for reducing the intensity of Fresnel fringes recorded in an electron hologram.     

Mollenstedt电子双棱镜稳定性分析

本文利用量子力学中对电子波的描述方法,导出了M(?)llenstedt电子双棱镜引入的相位变化,在此基础上分析了双棱镜机械稳定性对干涉场的影响.给出了一个性能稳定的电子双棱镜设计方案和以此双棱镜为分束器获得的电子干涉和全息结果.     

电子双棱镜的衍射对离轴电子全息图的影响

提出了一种用计算机模拟离轴电子全息图的方法。在该方法中，首先计算样品在物镜像平面的波函数，再逆向传播到电子双棱镜平面，在计算棱镜面的抽样时加上棱镜对电子波的偏转和棱镜丝的影响。由于考虑到了电子双棱镜超细丝的菲涅耳衍射对干涉图样的影响获得了与实验相一的模拟结果。     

Optical system for double-biprism electron holography

A novel system of electron interferometry and holography using two electron biprisms has been developed. The first biprism is installed in the image plane of the objective lens and the second one is set behind the first magnifying lens, inside the shadow area of the first biprism. The system can independently control two important parameters for interferograms and holograms, the fringe spacing and interference width. Thus, it gives us more flexibility on performing electron interferometry and holography. The good performance of the system was demonstrated using a 1MV field-emission electron microscope. We introduce a variety of optical set-ups for the system and explain the advantages of each set-up in detail, with experimental results.     

DC chopper with coupled-inductor commutation

A novel coupled-inductor commutation circuit is described. The circuit may also be used for inverters. It uses only two auxiliary thyristors, each operating in alternate cycles and eliminating the need for reversal of the commutating capacitor voltage. Trapped energy is fed back to the source. The output voltage is controllable from zero to the full input voltage. The commutation circuit can be connected to a voltage source other than that feeding the load. A DC chopper using this commutation scheme has been analysed and experimentally verified.     

高能辐照电子枪的研制

论述了高能辐照电子枪的设计，比较了热阴极和冷阴极的优缺点，实验指出了采用碳纳米管冷阴极的好处；利用电荷密度法求出电子枪的电位分布、计算了电子轨迹和靶面处电流密度分布的均匀性。     

电子辐照对GaAs HBT残余电压与饱和电压的影响

研究了GaAs HBT高能电子(～1MeV)辐照的总剂量效应。结果表明,电子辐照后GaAs HBT的基极电流增大,辐照损伤程度随辐照总剂量增加而增加,这和其他研究观察到的现象相同。所不同的是,实验中发现随辐照剂量增大器件集电极饱和电压、残余电压均增大。因此认为,高能电子辐照造成的位移损伤在GaAs HBT集电区和BC结内诱生的大量复合中心使集电极串联电阻增大,以及BE、BC结内形成的复合中心俘获结内载流子使载流子浓度降低造成BE、BC结自建电势差下降是集电极饱和电压和残余电压增加的主要原因。     

Simulation of EPROM programming characteristics

An efficient method for the simulation of EPROM programming based on hydrodynamic calculations of electron energy within the device, is described. After the nonMaxwellian energy distribution is calculated, an expression for injected gate current is integrated to find the total gate charge and hence the threshold voltage shift, as a function of time. Comparison of theoretical and experimental results for actual EPROM programming validates this method.<>     

具有汇聚特性的场发射电子源的模拟研究

提出了一种具有汇聚特性的新型场发射阴极结构,利用有限元方法模拟计算了此种阴极结构在不同参数条件下的电场分布、电子轨迹,考察了不同参数对电子汇聚效果的影响,给出了此种场发射阴极的栅极-阴极间距、栅极宽度、阳极电压、栅极电压等基本参数对汇聚效果的影响.模拟计算结果表明,电子束的汇聚程度随着栅极-阴极间距的增大而增大,随着栅极宽度的增大而减小;电子束的汇聚程度与阳极电压、栅极电压参数密切相关,并存在最优参数.