基于角谱插值的数字全息在任意斜面的重建方法

为了在任意非平行斜面上重建数字全息像,提出了一种基于角谱旋转变换和插值的数字处理方法,用角谱衍射理论进行了分析,给出了正反旋转两种数字插值方法,基于旋转变换信息量不变的原则分析了倾斜面上的抽样间隔取值范围,其大小取决于斜面带宽和全息图空间带宽积大小。实现了在71°倾斜物面上的全息重建,消除了倾斜造成的局部离焦现象,同时验证了算法在斜面上抽样间隔取值范围。     

基于空间光调制器的艾里光束能量调制方法

艾里光束由于具有无衍射、自加速和自愈合等特性,具有重要的应用前景。本文基于空间光调制器可编程特性,提出了一种可调谐的艾里光束能量调制新方法。从理论上深入分析通过在相位图中引入一个可控的调制相位而实现了艾里光束能量调控的方法,并且量化了调制参数与能量调制范围的关系。仿真和实验结果表明通过改变调制相位可以灵活地调节光束能量分布,本文的研究有助于进一步推动艾里光束的应用。     

粉尘传感器的模式修补反演算法与数字滤波

根据粉尘衍射光的角谱特征,提出可适用于井下实时粉尘检测的模式识别算法。为了提高测量精度,对误差进行分析,提出加入修补函数的模式识别反演算法,利用修补函数求出36个修补模式的特征向量,将其预存于单片机中,测量时选择合适的修补模式对最贴近的模式进行局域修补,使修补后的模式与待测尘样更加贴近,同时由于传感器的信号较弱,运用谐波分析的方法对测量信号的组成进行了分析,针对分析结果,采用了切实可行的数字滤波方案,使信号的信噪比得到了较大的提高。     

基于角谱理论的频移插值法衍射计算

在衍射分布的离散计算中,当衍射距离增大时,满足抽样定理的抽样点数会随之增加,为了解决补零算法带来的计算量大、计算机内存溢出等问题,提出了一种频移插值法,在不改变抽样点数的情况下,获得更为丰富的频谱成分,计算每次插值后的光场分布,然后进行线性叠加,从而得到完整的衍射分布。结果表明,该算法可以避开衍射距离增大必须增加抽样点数这一离散计算限制条件,和传统补零算法相比,计算量极大地减小,并降低了对计算机内存的要求。     

单色光束通过平行光栅对的研究

利用平面波角谱理论和光栅一级衍射方程，导出了单色光束通过平行光栅对的传输方程，同时引入了角谱传输的轴向有效距离公式。针对超高斯光束入射进行了数值模拟，结果表明了光栅对对光束具有纵横非对称性作用。     

强度传输方程和角谱迭代融合的相位检索算法

相位检索技术将光学与计算相结合,从强度测量中恢复相位,包括强度传输方程法和角谱迭代法。但前者仅对近场相位的恢复有效,其基于相干照明的假设前提使得该方法不能直接应用于自然场景的相位检索中;而后者具有迭代不确定性、收敛速度慢等缺点。探讨了在相干照明情况下传统强度传输方程法和角谱迭代法相融合的相位检索算法,将该融合法进一步扩展,提出了适用于自然场景透镜模型的相位检索方法,即使用强度传输方程法计算像平面的相位,并将该相位值作为角谱迭代的初始值,根据光路的可逆性,迭代出物面的相位信息,分别给出了两种情况下的实验结果。     

叉指换能在基片内激励声体波的角谱研究

叉指换能在一定频率的电信号激励下，除沿基片表面激励声表面波外，还将向基片内部激励声体波。文章对叉指换能器在不同切型基片内激励声体波的角谱（能量分布）进行了研究，所得结果在研制声学传感器、声表面波器件时具有重要意义。     

计算全息快速获得不同形式再现像的研究

为了提高计算全息的运算效率,提出了一种新的计算全息快速获得不同形式再现像的算法,此算法只需对实验物体的傅里叶频谱进行一系列坐标变换,便能够实现对再现像的上下翻转、旋转、切变等操作,从而大大简少了计算量,并进行了实验验证.结果表明,这种新的算法是切实可行的.     

基于数字微镜器件的计算全息3维显示

为了进一步研究计算全息3维显示的方法,以数字微镜器件为空间光调制器,采用层析法,结合菲涅耳衍射积分算法中的角谱法,探讨了全息图的计算与数字微镜器件参量之间的关系,并利用修正立轴参考光编码的方式,得到了菲涅耳计算全息图。通过对计算全息图进行数值模拟及实验验证,均得到了较好的再现像。结果表明,该方法实现了3维物体的再现,为计算全息3维显示提供了一种有效的方法。     

红外光的角谱传输成像模型

提出了一种基于CFD网格和傅里叶光学方法的高速流场中红外光传输的计算模型.模型中划分的网格足够小,可认为一个网格单元是一个线性滤波器,最终将网格化的高速流场看作为由多个线性空间滤波器组成的一个空间滤波器.针对正入射情况,应用一种红外光对某流场进行了仿真计算,得到了几个流场的成像特性参数并生成了仿真图片.此模型结合傅里叶光学在频域内研究问题,可直接给出光学传递函数从而利于成像质量的评价.最后分析了它相对几何光学方法的几个优势及将它推广到斜入射情形的方法.