用于阵列波导光栅设计的傅里叶光学修正算法

以傅里叶光学为基础,应用菲涅耳-惠更斯原理推导出了用于设计阵列波导光栅解复用器的数学模型;分析了菲涅耳近似条件对光场在自由传输区进行高斯远场衍射的影响;提出了一种基于四阶量化误差的修正算法,并和传统的傅里叶光学法及StigmaticPoints法进行了比较分析;设计了一个具有0.4nm通道间隔的1×256信道阵列波导光栅解复用器,结果表明,得到的器件参数与实际设计值相吻合.

基于傅里叶光学理论的声驻波成像分析

基于傅里叶光学理论研究了激光通过声光衍射现象的产生和声驻波的成像过程,并设计实验验证了理论推导的正确性.针对不同空间滤波方式,分析声驻波成像条纹间距和条纹对比度的变化,提出一种新的用空间滤波手段测量声速的实验方法.该理论研究及相关实验,完整地分析了声驻波的成像问题,也有利于加深对傅里叶光学中的空间滤波的理解.

傅里叶光学相干断层扫描测量上海市宝山区儿童房角相关参数

目的利用RTVue傅里叶光学相干断层扫描（FD—OCT）对正常学龄儿童的前房角各参数进行测量研究。方法在上海市宝山区小学中纳入272名儿童作为研究对象，采用FD-OCT对房角开放距离500μm、7501μm及小梁网一虹膜空间面积、房角隐窝面积、房角角度4个反映房角开放程度的参数进行测量，研究房角各参数与年龄、性别及眼轴长度的关系。结果男女性剐问各房角参数测量值的差异均无统计学意义（均为P〉0．05）；房角开放距离、小梁网一虹膜空间面积、房角隐窝面积及房角角度均与年龄及眼轴长度呈正相关（相关系数r分别为0．61～0．73、0．51—0．61，均为P〈0．0001）；各个年龄段之间（7．9岁与10～12岁、7—9岁与13～15岁、10～12岁与13～15岁）的参数值差异均有统计学意义（均为P〈0．0001）。结论性别不是影响儿童房角结构变化的主要因素；各房角参数随着年龄增长而增加，并与眼轴长度呈显著正相关。

BOPPPS教学模式在傅里叶光学实验课程中的应用研究

本文将BOPPPS教学模式引入到“傅里叶光学实验”的教学实践中,以“基于傅里叶变换的图像识别方法”为实例,从导入、目的、前测、参与式学习、后侧、总结六个方面进行课堂教学设计,通过互动式的学习增强学生的主动性和积极性。教学实践表明,通过引入BOPPPS教学模式,学员在实验过程中的参与度更高,能更好地引导学生发散思维,有效地提高了教学质量。

波前编码技术中的傅里叶光学分析

波前编码技术能够保证在不降低分辨率的状况下扩大光学系统的景深,因此到目前为止已经在相当多的领域中有了广泛的应用,本文正是在这样一种背景和前提下利用几何光学和傅里叶光学对波前编码系统延拓光学系统景深的原理进行了分析和说明,实际上,这样一种分析和讨论对于波前编码景深延拓技术的研究是非常有必要和意义的。

基于Matlab的傅里叶光学实验的计算机模拟

现如今,社会已进入信息技术时代。计算机模拟技术应用于光学实验,是对以往实验方法的突破和创新,能全面揭示光学现象、彰显物理内涵。以Matlab为基础,探究傅里叶光学实验的计算机模拟,不仅能够提高光学实验结果准确性,而且还能扩大计算机模拟技术应用范围。笔者首先介绍了傅里叶光学,其次分析了计算机模拟方法,最后进行实例分析。

计算机仿真在大学物理教学中的效果研究——以傅里叶光学实验为例

光电信息科学与工程专业的《大学物理实验》课程,注重培养学生实践能力和综合知识运用能力。在传统实验教学模式基础上引入虚拟仿真实验克服了传统实验教学仪器套数不足,实验效率偏低等问题。本文以傅里叶光学实验为例,说明仿真实验在教学中取得的成果。通过对虚拟仿真实验分析其优势和特点,结合虚拟仿真实验《傅里叶光学实验》具体应用情况进行成绩对比分析,研究虚拟仿真实验教学方法在大学物理实验教学中的优点和效果。

基于MATLAB的傅里叶光学实验的计算机模拟

计算机模拟技术广泛应用在教学和科研当中 ,在傅里叶光学实验中引入计算机模拟技术能更生动和深入地揭示光学现象的物理内涵 .文章提出利用MATLAB模拟傅里叶光学实验的方法 .该方法的优点是操作简单灵活 ,能完成一般光学实验中较难实现的操作 ,并给出了光学滤波实验的结果 .

强激光宽带扫描转镜的傅里叶光学研究

用标量衍射理论对光学系统进行了较详细讨论,并建立了相应的模拟计算软件.对于任意给定的激光及任意给定的输入光束,可以快速计算光束通过光学系统后任意观察区域的瞬时光束功率密度分布;当给定加热工件的运动速度及工件表面对光能的吸收特性后,利用该软件可以模拟给定时间间隔内材料表面吸收的能量分布. 利用任意分布光束作用的激光热处理温度场快速计算方法,可以为光学系统配制相应的热作用计算软件.因此,本研究工作可以作为常用振动镜及各种不同形式扫描转镜光束变换特性深入研究的参考,并为提高宽带扫描转镜及同类光学系统的使用质量提供了方便.(OG8)

基于非标准傅里叶变换光学编码技术的研究

侧重研究了非标准傅里叶变换编码技术在光学图像信息编码中的应用,结合Javidi提出的双随机相位编码原理,将这种加密变换应用到图像编码中,并提出了相应可行的光学实现装置.

多光束合成场远场特征的傅里叶分析

由傅里叶光学原理给出了多光束合成场的远场表达式,在此基础上求出了分布在园环上的相干光源合束后的远场解析式。对光源按角度均匀分布在环上的情况,重点讨论了光源数目为2,3,4情况下远场光强暗环(线)。研究表明,在光源数目为2的情况下,远场图上只有暗线没有暗环;在光源数目为3,4的情况下,远场图上的暗环并非圆形环。由于傅里叶方法运算简单,而且还可用于激光器输出并非严格高斯光束(如光纤激光器、半导体激光器)等情况,因而对分析相干合束有其独特优势和实际意义。

偏振傅里叶变换红外光谱仪定标研究

利用偏振傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪测量目标红外偏振特性,需要对偏振FTIR光谱仪进行定标,计算出红外辐射目标的绝对光谱能量分布。利用黑体进行偏振FTIR光谱仪定标时,发现不同偏振检测方向的仪器响应有一定偏差,即仪器存在偏振敏感性。通过对仪器偏振特性的定标检测,得到仪器偏振响应函数和偏置特性曲线,应用定标结果,将会消除红外偏振仪器自身的偏振敏感性对目标偏振特性的影响,为提高目标的红外偏振探测精度打下基础。

闪耀光栅的傅里叶分析

用傅里叶光学来解决周期性结构的衍射问题既准确方便又容易理解。从研究透射闪耀光栅的透射函数及反射闪耀光栅的反射函数出发 ,利用傅里叶光学原理 ,从理论上分析了闪耀光栅衍射图样的复振幅和光强分布与闪耀角及波长的关系 ,并利用计算机进行了模拟计算。计算的效率曲线与实际刻划的闪耀光栅效率曲线吻合的很好。

准相位闭合在傅里叶望远镜图像重构算法中的应用

为了采用T型激光发射阵列的傅里叶望远镜对深空暗、弱、小目标进行高分辨率成像探测,研究了T型发射阵列情况下的图像重构算法.借鉴点面激光发射阵列,提出了准相位闭合概念,分别得到了T型发射阵列的最小二乘法(LMS)和加权噪声的Wiener滤波图像重构算法,完善了T型激光发射配置的傅里叶望远镜成像系统,为实际工程系统的实施奠定了技术基础.在不同成像信噪比条件下对整体系统数值模拟发现:相比直接傅里叶逆变换方法,重构图像成像质量有所提升,特别是当成像信噪比较低时,如SNR为50时,LMS和加权噪声的Wiener滤波方法重构图像的斯特里尔比分别提高了7%和8.4%,证实了该方法的可行性和正确性.

高阶光学强度相干成像的相位恢复方法改进

为了提高强度相干方法对空间目标的成像质量,避免复杂的相位估计过程及其引入的额外误差,对高阶强度相干的相位恢复方法进行了改进.在对高阶强度相干相位测量信噪比定量讨论的基础上,选择三阶强度相干方法对远场目标测量过程进行仿真,针对相位解算过程中频谱模值传递噪声放大等问题,根据相位估计与相位测量结合的思路,提出了相位闭合正则项改进算法.通过室内强度相干成像实验,比较改进算法与最速下降法、先验信息迭代方法对相同测量结果的图像恢复效果.实验结果表明,改进算法得到的图像误差值低于原有方法,较为有效地提高了成像质量.

利用部分密文恢复明文的光学加密系统

针对光学加密系统中密文及密钥体积庞大,传输与保存不便,本文提出了一种改进的高效率光学加密系统。该系统加密过程同经典的双随机相位加密系统,为了减小密钥体积,加密时所需的两块随机相位板由时空混沌系统生成。同时,提出的解密过程只需半幅密文可完全恢复明文。仿真分析了利用部分密文恢复整幅灰度图像的解密效果,结果证明了所提方法的有效性。此外,对加密系统容量和系统安全性进行了仿真分析,结果表明本文提出的加密系统容量大,密钥和密文体积小,密钥空间大,安全性高。

反射镜平动式光栅光调制器光学分析与仿真

提出一种基于MEMS的光栅光调制器,可用于投影显示等相关领域。介绍了其结构、工作原理及其加工流程,对器件进行傅里叶光学分析。分析得出,器件单像素在±1级对比度和光学衍射效率最大值分别为1225和51.4%,形成阵列后理论上最大值分别为无穷大和81%。采用Coventor软件进行光学仿真,得到器件实际情况下衍射花样,器件由于残余应力以及器件下拉时静电力作用产生翘曲变形,光学性能有所降低。

基于随机分数梅林变换的光学图像加密

为了实现光学图像的非线性加密,设计了一种基于随机分数梅林变换的光学图像加密方法,构造了相应的光学加密装置。该装置采用混沌映射生成一对共轭随机相位掩模放置于分数傅里叶变换光学装置的两端,对分数傅里叶变换的核函数进行随机化处理,得到随机分数傅里叶变换。随机分数梅林变换由对数-极坐标变换和随机分数傅里叶变换组成,光学图像经随机分数梅林变换得到复值密文,从而完成图像的像素值和像素点位置的双重加密。对应所有密钥计算了输入图像和解密图像的均方误差,混沌映射的初值增大10-16时,解密图像的均方误差放大200倍以上,其作为密钥扩大了加密算法的密钥空间;随机分数梅林变换的分数阶次作为密钥也具有很高的敏感度。数值分析验证了该光学加密系统的可行性和有效性,噪声叠加和抗裁剪性能分析表明该算法具有良好的鲁棒性。

光阑约束和离轴失调Lohmann系统的分数傅里叶变换

为了研究受硬边光阑约束及失调Lohmann光学系统对分数傅里叶变换的影响,采用了平顶多高斯光束模型模拟硬边光阑,推导了平面光波在受硬边光阑约束和系统透镜离轴时的Lohmann型分数傅里叶变换光学系统中传播的解析表达式;计算机模拟了受半径为7.696cm的硬边光阑约束和透镜离轴失调量时的输出。结果表明,在有硬边光阑约束和离轴失调时Lohmann两种结构并不等效。

相干光学系统实现Hough变换

本文介绍了在图像处理、模式识别领域中常用的Hough变换（HT），推导出了HT与傅里叶变换之间的关系，通过对光的传播、傅里叶光学及物镜变化的研究，实现了短的、节省的Hough物镜。