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。     

数字全息变焦系统测量液晶空间光调制器相位调制特性

针对液晶空间光调制器(LC-SLM)应用于光信息处理等诸多领域的前提是必须准确测量出其相位调制特性曲线,本文利用全息干涉计量原理和数字全息变焦系统,提出了一种测量LC-LSM相位调制特性曲线的新方法,只需拍摄两幅数字全息图就能获得完整的相位调制特性曲线,并能够消除系统误差,从而降低对光学元件和调试精度的要求,且不需要完成衍射计算。介绍了相关的测量原理,给出了具体的实验测量过程、计算方法,实验结果表明,本文方法具有系统简单、可以消除系统误差和快速的优点。     

基于深度学习的多尺度数字全息图重建

针对单个深度学习模型不能对多尺度的数字全息图进行波前重建的问题,提出一种基于U-Net模型的改进网络结构,模拟数字全息成像过程,生成不同尺度的全息图像作为数据集。将不同尺度的数字全息图分别用于训练网络的不同部分,得到一个可以对三种不同尺度的数字全息图波前信息进行重建的深度学习模型。实验结果表明,所提网络结构可对不同尺度的数字全息图进行重建,获得准确的数字全息图波前信息。研究内容为使用单个深度学习模型处理多种尺度的数字全息图这类问题提供了一种解决思路。     

彩色数字全息检测的实时无颜色串扰采集技术研究

提出一种基于Foveon CCD的实时无颜色串扰的彩色数字全息干涉计量方法。针对当前实时彩色数字全息图中存在颜色串扰的问题,分析了Foveon CCD的工作原理与控制模式,对变换颜色矩阵消除颜色串扰方法作了相应的分析,提出通过改变CCD的颜色变换矩阵的方法,可以有效降低了颜色串扰对彩色数字全息的影响。实验结果及实验数据表明,一定条件下,通过该方法能实现实时无颜色串扰彩色数字全息图采集,对彩色数字全息实时检测有一定的应用价值。     

幂函数分布的振幅型光瞳滤波器

为了提高衍射远场显微成像的分辨率,采用一种振幅透过率随半径呈幂函数分布的光瞳滤波器进行了理论分析和数值模拟。通过在光路中加入幂函数分布的振幅型光瞳滤波器,利用标量衍射理论推导出夫琅禾费衍射分布的计算公式;通过MATLAB软件给出衍射图样,对比衍射分布的主瓣宽度。结果表明,当幂次数为3时,模拟仿真的衍射分布斯特雷尔比为0.16,最大旁瓣强度比为0.1,分辨参量为0.76,分辨率提高倍数为1.3;随着振幅透过率幂次数的增加,主瓣宽度依次减小;同时也伴随着主瓣强度降低和旁瓣强度增大的缺点。这一研究对于远场光学显微镜实现超分辨成像是有帮助的。     

基于迭代的纯相位全息图生成算法比较研究

纯相位全息图因无共轭像、衍射效率高,在全息三维显示中得到广泛应用。迭代算法因计算灵活、编码图像重建质量高,在纯相位全息图生成中具有重要地位。对基于迭代的生成纯相位全息图最新算法进行比较研究,介绍迭代算法生成纯相位全息图的基本原理,编程实现了典型代表性、创新性算法。通过图像重建质量、耗时长短的对比,进行了详细的实验研究,分析了各类方法的特点和优缺点。结论表明,对于较大像素差的图像,选用直方图补偿算法可得较好的效果,对于高重建质量的图像,可选用自适应加权Gerchberg-Saxton算法。     

三维面形测量在强激光功率密度分布检测中的应用

将投影光栅法三维面形测量用于激光烧融坑测量,提出根据激光烧融坑形貌测量求出作用激光的功率密度分布 的方法,并讨论测量方法的可行性。最后,给出根据测量结果预计激光热处理相变硬化带并与实验测量进行比较的实例。     

基于WRP点云三维物体的优化分层研究

空间曲面光源的衍射计算研究中,将曲面光源转换为平面光源的集合是一种较为流行的算法。基于波前记录(WRP)方法,计算出三维物体点与WRP虚拟平面有效距离关系,并通过对不同三维物体进行WRP分层计算,得出三维物体WRP分层计算的最优化分层数。模拟及光电再现实验结果表明,该方法在一定程度上能够加快计算全息图生成速度,并且重建像质量较高。