Dynamic observation of vortices in superconductors using a holography electron microscope

Individual vortices in superconductors are directly observed with our holography electron microscope. Vortices cannot be viewed as an electron micrograph, but only as a holographic interference micrograph or a defocused micrograph (Lorentz micrograph), since vortices are phase objects to the illumination electron beam. Since the flux itself, and not its replica, is detected, even the dynamic behavior can be observed. The dynamics of vortices in a Nb thin film can be observed in real time when the sample conditions, such as the temperature or the applied magnetic field, change.     

计算机全息法实现光学图像假彩色编码

通过对原始图像进行假彩色编码,可提高图片的灰度差异,再现图片细节.该项技术广泛应用于材料样品组分的显微成像.提出了一种新的假彩色编码方法,利用计算机程序控制实现光栅条纹图案定义及输出,通过再次光学缩拍技术在胶片上制作衍射光栅,实现了图片的假彩色成像.与传统方法相比,该项技术具有成本低、颜色编码足够丰富,制作过程简单灵活等优点.     

数字合成全息系统中空间光调制器DMD的研究

研究了数字合成全息系统(DSHS)中数字微反射器(DMD)的光学反射衍射混合的性质,解释了入射光入射角度任意性而不必拘泥于20°的原因,对DMD反射衍射混合成像的特性从其微结构角度进行了分析,特别注意了微反射镜的镜轴方向对图像成像区域和图像灰度的影响。针对DMD的性质设计了实验并得出了结果,用DMD作空间光调制器(SLM)实现了DSHS的设计。     

全色高分子全息记录材料的研究

针对Ar^ 激光器、He-Ne激光器三基色波长,设计了4种有效的光敏引发体系;给出了制作全色全息干版的工艺。实验结果表明,用其所所摄彩色反射全息图质量好,重建图像清晰、明亮。     

Tukey窗切趾全息图用于粒子场在焦位置测量的实验研究

提出采用能量透射率较大、频谱旁瓣峰值和旁瓣衰减斜率较小的Tukey窗对粒子场数字全息图进行切趾处理.分析了在焦位置测量和Tukey窗切趾粒子场数字全息图的原理.实验记录了附着于玻璃板表面的微小单层粒子场的数字全息图,采用Tukey窗对其切趾后进行数值再现.实验结果表明,全息图切趾后的再现像中已不存在黑白相间的干涉条纹,衬比度增强,再现粒子像更清晰,处于边缘区域的再现粒子像几乎被切趾孔径所淹没;随着窗函数切趾参量的逐渐增大,可更准确地确定单层粒子场的在焦位置,提高粒子场在焦位置的测量精度.     

Dark field electron holography for strain measurement

Dark field electron holography is a new TEM-based technique for measuring strain with nanometer scale resolution. Here we present the procedure to align a transmission electron microscope and obtain dark field holograms as well as the theoretical background necessary to reconstruct strain maps from holograms. A series of experimental parameters such as biprism voltage, sample thickness, exposure time, tilt angle and choice of diffracted beam are then investigated on a silicon-germanium layer epitaxially embedded in a silicon matrix in order to obtain optimal dark field holograms over a large field of view with good spatial resolution and strain sensitivity.     

Reducing speckle artifacts in digital holography through programmable filtration

We propose a speckle reduction technique in electronic holographic display systems, where digital micro‐mirror array devices are used as spatial light modulators. By adopting a programmable filtration in a general 4‐f optic configuration, it is shown that the signal spectrum components in the frequency domain of a viewing‐window‐based holographic display system can be selectively filtered. Compared to the widely utilized single‐sideband filtration techniques in electronic holographic display systems, our proposed programmable filtration can be utilized to effectively reduce the speckles in the reconstruction of point‐cloud‐based computer‐generated holograms. Experimental results are presented to verify our proposed concept.     

参考光为平面波和球面波时焦距检测对比研究

为了研究参考光波面形状对于测量透镜焦距值的影响,采用数字全息的方法进行了理论分析和实验验证。通过在两种色光下进行实验,分别测量出参考光为平面波和球面波时的焦距值,并与标称值和理论计算值进行了比较。结果表明,当参考光为平面波时,测量到的透镜焦距值与标称值和理论计算值相对误差在5%以上; 而当参考光为球面波时,与两者的相对误差均在2%以下,因此当参考光为球面波时所测量的焦距值精度更高; 通过计算得出这两种参考光所测量的焦距值都在理论焦深范围内,故利用测量焦距值对全息图进行重构时所获得的再现像与用标称值和理论计算值所得到的再现像质量相当。这一结果对测量透镜焦距值和数字全息图重建方面有一定的帮助。     

数字同轴全息油液磨粒形貌检测技术的研究

提出一种基于数字同轴全息三维成像理论的油液磨损颗粒检测新技术,该技术同时具有颗粒计数、颗粒成像及形态、形貌识别分类等功能,可为基于油液分析的机械设备状态监测和磨损故障诊断提供新的检测手段.对数字同轴全息用于油液磨损颗粒检测的原理、特点及系统软硬件组成等进行了详细介绍,并进行了实验验证,实验结果证明了该技术的可行性.     

治疗超声系统中换能器声学性能的声全息法评估

换能器的聚焦特性等声学性能是治疗超声系统的重要参数之一,在出厂前和日常维护中须精确测量。目前常用的水听器测量法结果准确,但受声压幅度及测量效率的限制,高功率量程的声功率计造价较高;而基于声全息的表面振动模式测量法可作为高声压下水听器和声功率计测量法的补充,测量小声压平面并对高幅度声压焦域进行重建。为评估声全息法的准确性,文章研究了在小声压下使用基于声全息的表面振动模式测量法对声场进行测量和重建,分析该方法与水听器测量结果之间的功率和声压误差,以及影响误差的重要参数。结果表明,基于声全息的表面振动模式测量法可重建得到与水听器直接测量相近的结果,有望对高声压下工作的换能器的声场特性进行评估。