平顶高斯光束在失调光学系统中的传输特性

为了研究平顶高斯光束经含失调窄缝光阑的失调光学系统的传输特性,采用广义衍射积分法和用有限个复高斯函数之和来逼近窄缝光阑孔径函数的方法,得出了输出光束场分布的近似解析公式,并针对给定的光学系统和平顶高斯光束进行了分析和数值模拟。结果表明,当光阑半宽度与光束束腰半宽度之比较大时(大于1),光学系统的失调量比光阑的失调量对输出光束特性影响更显著。这一结果对分析平顶高斯光束传输特性是有帮助的。     

球面波照明下傅里叶变换全息多图像加密方法研究

为了减少加密系统所用模板数,简化隐藏图像对解密过程的影响,采用球面波照明研究了基于傅里叶变换全息的多图像加密隐藏方法,并进行了加密、加密图像隐藏和解密的理论分析和数值模拟,加密图像和原始图像间的相关系数趋于0,宿主图像和加密图像的叠加系数0.3时,宿主图像和隐藏图像的相关系数趋于1,解密图像和原始图像间的相关系数趋于1。结果表明,该加密隐藏方法的加密、解密和隐藏效果良好。     

基于非线性折射和吸收效应光限幅器的优化分析

推导了高斯光束入射情况下,基于非线性折射和非线性吸收效应限幅器的出射功率表达式,数值模拟了不同情况下的限幅曲线及最佳钳位输出功率和介质最佳限幅位置随主要参数的变化曲线.研究表明:当非线性吸收效应较弱时,输出功率随入射功率的增加存在衰减震荡现象,但是非线性吸收作用使其在高入射功率下的震荡周期显著大于低入射功率时的周期;随非线性吸收效应的增强,出射功率的震荡现象消失;当光阑线性透过率大于0.75时,强非线性吸收效应使限幅器仍然有很好的限幅能力;对于任意限幅光阑线性透过率的限幅器,非线性吸收相移和非线性折射相移之比存在某个临界值来区分吸收效应是提高还是降低器件的限幅能力.     

基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术

以分数小波变换为基本理论依据,介绍了一种基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术,丰富了光学图像加密的方法。该方法通过研究分数小波变换和随机相位,得到了一种多密钥的选择性光学图像加密系统。其特点在于利用分数小波变换多层次分解的优势,结合双随机相位编码,不仅增大了密钥空间,增加了安全性,而且能够实现选择性加密,使加密技术变得更加灵活和多样。通过仿真验证了该方案,可实现多密钥加密,并结合仿真结果,理论分析了该方案的加密效果、密钥的安全性和选择性加密的优良特性。研究可知,该方案是一种新的有效的光学图像加密方案。     

利用CCD实现量块的自动测量

利用CCD取代接触式干涉仪的光学放大镜接收干涉条纹,结合8031单片机并通过对干涉条纹移动量的测量,实现了对量块的自动测量。测量中以二级量块做标准量块来对三级量块进行测量。测量结果表明测量误差小于0．1μm。     

基于联合变换相关器和矢量分解的图像加密方法

为了提高基于联合变换相关器(JTC)的加密方法的 抗攻击能力,提出了一种基于 JTC和矢量分解的图像加密方法。在加密过程中,通过计算机预处理, 先将待加密图像进行了基于干涉原理的矢量分解,再利用基于JTC的 光学加密系统进行图像加密并记录加密图像。解密时,通过其中一个密钥解密联 合功率谱得到一幅纯相位图,再与另一个与明文相关的密钥进行相干叠加得到相 应解密结果。本文加密系统易于实现,通过矢量分解增加了一个与明文相关的密钥, 破坏了加密图像和原始图像间的线性关系,有效地提高了系统安全性。仿真实验 结果和分析验证了本文加密方法的可行性和安全性。     

补偿走离角时产生的相位失配及其补偿方法

在非线性频率变换中,常用级联晶体补偿走离角。然而在KTiOPO4晶体级联倍频实验中发现,当其中一块晶体沿通光轴旋转180°时,倍频转换效率急剧降低。理论分析表明,当一块晶体旋转180°后,其有效非线性系数正负号发生改变,等效于在级联晶体之间产生了大小为π的相位失配量,使倍频转换效率降低。提出了利用空气色散补偿该相位失配量的方法,相较于使用波片的相位失配量补偿方法,具有结构简单、温度稳定性好、无插入损耗和成本低等特点。实验结果表明,利用空气色散可以补偿相位失配量,消除单块晶体旋转对晶体级联倍频效率的影响,验证了理论分析的正确性以及空气色散补偿方法的可行性。     

自加速艾里光束的生成及控制

基于切线簇的概念,从几何光学的角度分析了自加速艾里光束的形成过程,以及艾里光束入射面相位分布与其自加速轨迹的关系,并给出了根据自加速轨迹分布函数推算艾里光束入射面相位分布的迭代算法,讨论了艾里光束自修复特性的形成原理。利用液晶空间光调制器调制准直激光束实验生成了二维艾里光束,并对其无衍射、自加速、自修复等特性进行了验证。此外还通过对一维艾里光束的调控实验生成了自聚焦光束和类贝塞尔光束等新型的光束。     

基于傅里叶变换和Gyrator变换的图像加密

基于傅里叶变换和Gyrator变换对图像进行加密。将原始图像和第一个随机相位函数叠加后做傅里叶变换,然后将频域信息减去第二个随机相位函数后得到一个复函数。复函数经过Gyrator变换得到加密图像,将第二个随机相位函数作为相位密钥,同时将Gyrator变换角度作为密钥,由此增大了密钥空间和增强了系统安全性。通过数字方法对图像进行加密,解密过程用光学装置实现。计算机模拟结果表明,该加密方法解密图像质量好,系统安全性良好。     

基于空时域融合处理检测超大视场红外目标

针对超大视场红外凝视成像系统用于目标检测时存在的背景复杂、杂波干扰多、目标信息少等问题,提出了基于空时域融合处理的目标检测方法。该方法在空域部分优化设计Robinson算子,完成单帧图像的目标初始检测;然后结合超大视场成像特性,利用基于天地线检测的图像区域自动划分和空域虚警抑制方法,有效滤除非目标检测区中的疑似目标。在时域部分则兼顾目标时域特征,采用基于时域多特征约束的邻域判决法对真实目标进行时域确认。开展了月空背景下的空中目标检测试验,验证了本文算法的有效性。试验表明:经空域部分处理后,原始图像中的背景杂波干扰大大减少,目标局部信噪比提高了1.3倍以上,而且疑似目标数目减少了70%;经时域部分处理后,可成功检测出红外弱小目标,并输出其轨迹,检测概率在95%以上,而虚警率不足1.5%,最低目标检测信噪比为2.86。实验表明:本文方法适用于超大视场图像的红外弱小目标检测,对地物背景、恒亮孤立点源、瞬时强噪声等干扰有较强的抑制能力,对点状运动目标有良好的检测效能。