全息术的新进展

近年来 ,全息术在制造方法和应用领域取得了一系列突破性进展 ,使得全息术重新成为世界各国关注的一个研究热点 .在简要回顾半个世纪全息术发展历史的基础上 ,重点介绍了近十多年来全息术领域中比较有影响的研究成果 ,展望了全息术的未来发展方向 .

复合扫描全息术及透过强散射介质三维成像研究

应用菲涅耳波带片光学扫描全息术原理,研究强散射介质中吸收体的三维成像·针对由成像物体强散射背景产生的背景噪音,提出复合扫描全息术成像方法·实验中应用这一方法,对嵌埋在浓度为1%,深度为1.7cm的脂肪乳剂中的吸收体成像,得到了信噪比和对比度较好的再现像·在此基础上,对复合扫描全息成像系统的信噪比,对比度及分辨率等性能进行了深入的理论分析和实验测试·研究表明,与单一模式相比,复合扫描全息术在信噪比和对比度方面有较大改善,但分辨率还需进一步提高·

Fe∶LiN_bO_3全息图热定影及H^+浓度的影响

应用光折变效应动力学方程 ,导出了在Fe∶LiNbO3 中对光折变全息图热定影所需的最小H+浓度 ,以及H+浓度与光栅空间频率的关系 .应用光谱比较法测量了不同样品的H+浓度值 .得出了进行有效热定影的H+浓度范围 .完成了Fe∶LiNbO3 全息存储和热定影实验 .获得了 10 0h连续无损读出的良好热定影实验结果 .

合成全息动感的新方法——纵向面积分割法

讨论动感全息图的工作原理 ,介绍一种合成全息动感的新方法——纵向面积分割法 .将物体设计为由一系列形式不同的像元组成 ,同时对彩虹全息图的色散观察窗进行纵向面积分割 ,使不同图像元通过观察窗的不同纵向位置单元成像 ,以实现动感 .设计和制作了具有平移、缩放、旋转、摆动等不同动感的全息图 .彩虹全息图色散观察窗的横向和纵向两个自由度均可利用 ,横向自由度保留了视差信息 ,纵向自由度则可用于实现全息动感 .

合成全息的计算机设计及自动化记录

应用计算机图形设计软件3Ds max设计的三维立体模型具有任意角度间隔的二维视差图片,用以替代传统用胶片相机或数码相机获得二维视差图片,实现动态三维虚拟物体或场景的全息合成.应用液晶空间光调制器和自动分区伺服系统构造了记录主全息图的自动化装置,取代了传统的人工干预,解决了传统合成全息术步骤繁琐的问题,提高了合成全息图的质量和制作效率.

应用综合鉴别函数实现畸变不变图像识别

针对传统图像识别方法对目标图像的尺寸、方位敏感问题,采用综合鉴别函数(SDF)实现比例和旋转不变图像识别.给出了应用综合鉴别函数实现畸变不变图像识别的基本原理,研究了加权系数的计算,提出了用图像序列集{tn(x,y)}合成综合鉴别函数的方法.通过计算机模拟和光学实验,证明了该方法的可行性.

应用互补全息术实现多重全息图选择性擦涂

研究光折变晶体中多重体全息存储的选择性擦涂和重写技术.根据光折变晶体中位相全息图形成的机理，利用互补全息图与原始全息图的非相干迭加，实现选择性擦涂.成功地实现了在掺铁铌酸锂晶体中的选择性擦涂和重写.互补全息术是实现光折变晶体中多重全息存储的选择性擦涂和重写的有效而简便的可行方法.

用改进的两步模拟退火法进行二元光学元件的设计

为了减少二元光学元件设计的计算量并提高设计精度,在对现有算法机理进行深入分析的基础上,提出了适用于二元光学元件设计的两步模拟退火法.该算法在整个退火过程中采用先量化后优化的策略,并将优化过程分为两个阶段:搜索并锁定最优解区间;快速收敛到最优解.模拟实验显示,与传统设计方法相比,该算法不仅保持了全局寻优的特点,而且提高了稳健性和效率.算法剔除了对设计结果影响较大的量化误差,提高了设计精度.用此法实例设计了单焦面辐射聚焦元件,得到了与目标图像一致的光学实验结果.

光学扫描全息术中的孪生像噪音及消除

阐述了光学扫描全息术的基本原理 ,分析了孪生像噪音的来源 ,提出了一种新的数字滤波方法 .计算机仿真结果表明 :孪生像噪音以振荡形式传播 ,降低了重构图像的信噪比 ,影响了重构图像的分辨率 ;用电子复用技术 ,即用复全息图函数代替实全息图函数的方法可以有效地消除孪生像噪音 ;采用单一通道对信号进行处理 ,即只用一个实全息图函数 ,通过数字滤波方法同样可以消除孪生像噪音 ,该方法简便、实用而有效 .

用Matlab软件和LCD实现数字全息图的制作和再现

应用Matlab语言和液晶空间光调制器(LCD)实现了计算机全息图的快速制作,并对绘制出的傅里叶型计算机全息图进行了计算机模拟再现.结合博奇型和罗曼型不同的编码方法,讨论了应用Matlab语言制作计算机全息图的原理、方法和步骤,并分析了LCD器件的作用和局限.实验证明,这一方法与用传统语言编程和绘图的方法相比,可以减少3/4的计算量,输入一幅图像在电脑上运行,数秒钟后便可画出编码图和再现像.

亚波长金属光栅的表面等离子体激元共振特性

亚波长金属光栅在共振波长处有光场局域增强、异常透射等现象,为深入认识其共振机制,本文研究了亚波长金属光栅的表面等离子体激元(SPP)共振特性。通过研究不同金属光栅的几何结构以及金属介电常数对SPP共振波长的影响,获得了3种共振波长的基本物理机制。采用周期边界元法进行数值模拟,在边界积分方程的基础上结合平面波展开方法来处理任意形状的周期性结构。模拟结果表明,3种共振波长可以分别由金属的材料、金属光栅周期和金属光栅厚度所调谐。该研究为微纳米光学器件的设计提供了依据。

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中,扫描系统与非相干成像系统具有等价性,在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统,并推导了该系统在聚焦和离焦时的光学传递函数,提出了离焦时该系统在光学扫描全息术中的应用.

VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

在 VCD和 DVD中由于使用了全息光学元件 ,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少 .分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理 .推出了光栅衍射效率的一般计算公式 ,并给出了光栅沟槽形状为“方波”时光栅衍射效率的计算公式 ,由此计算出了 VCD和

计算机辅助合成全息图

研究合成全息图的原理和记录方法.针对2D/3D合成全息图,分别讨论了对体视、动态、颜色和深度信息的编码以及全息观察窗的空间面积分割,计算了相关的记录参数.实验中采用计算机直接控制的液晶空间光调制器实现2D视差图像的自动显示与切换,方法简便易行,且消除了传统方法中底片复位所产生的误差,易实现自动化生产.实际制作了一个带有动感的合成彩虹全息图,验证了设计的正确性和方法的可行性.

医学体数据三维重建的体绘制加速算法研究

研究有效的体绘制加速算法.在抛雪球法的基础上,采用提取最近表面体素的方法实现加速.提出新的分割方法,以体素原有的灰度值作为颜色值的3个分量,将所有体素的不透明度设为0.9或1.0,结果表明,加速算法能满足显示要求且加速作用明显.该加速算法结合了表面绘制方法和体绘制方法的优点,但只适用于不透明物体的重建显示.

光折变全息图的热定影及H^+数密度的影响

对 Ce∶ Fe∶ L i Nb O3晶体的体全息信息存储和热定影进行了理论和实验研究 ,从理论上分析了对不同空间频率的体全息图进行热定影所需的最小离子数密度 ,在国内首次对铌酸锂晶体中离子数密度进行了测试 ,并在不同的记录角度条件下进行了热定影实验 。

全息光学元件在光学读出头中的应用

分析了全息光栅在光学读出头中的作用。给出了用于光头中的全息光栅的设计原理 ,推出了记录和再现公式 。

3-D成像新技术——光学外差扫描全息术(英文)

介绍了一种新的3 D成像技术—光学外差扫描全息术的基本原理,以及基于光学外差扫描全息术基本原理的环形光栅光学扫描全息术,描述了其与传统的光学外差扫描全息术相比具有的优势。最后,以光学外差扫描全息术在三维空间滤波、遥感和三维混浊液体中成像应用为例,阐述了这一新技术的应用前景。

环形光栅与菲涅耳波带板自相关特性比较

目的比较环形光栅和菲涅耳波带板自相关哪个更接近于δ函数．方法通过计算机仿真比较面积相等的环形光栅和菲涅耳波带板．当环数相等时二者的自相关以及当环形光栅的环间距等于菲涅耳波带板最边缘的环间距时二者的自相关．结果环形光栅的自相关更接近于δ函数．结论面积相同的菲涅耳波带板和环形光栅，菲涅耳波带板条纹间隔中间稀，边缘密，而环形光栅的稀密程度均匀，当环形光栅的条纹间隔等于菲涅耳波带板最边缘的条纹间隔时，环形光栅的自相关特性比菲涅耳波带板的自相关特性更接近于δ函数．

扫描全息术中菲涅耳波带板的衍射问题

为了提高扫描全息成像系统的分力,理论分析和实验研究了对系统起重要作用的编码孔径—菲涅耳波带板的衍射问题。对波带板的菲涅耳衍射积分方程进行了数值求解,计算时考虑了透镜的位相调制作用。为了使分析问题简化,通过对比有透镜时波带板的衍射强度分布,求解出无透镜时具有相同分布的等效距离,同时引入了菲涅耳虚衍射面的概念。为了定量描述波带板的衍射效应,定义了临界衍射距离。实验结果表明:当波带板环数为10环、半径为0.75 cm,透镜焦距为7 cm时,临界衍射距离约为16 cm。若其它条件不变,增大透镜焦距或增加波带板环数,临界衍射距离均增大。等效距离的引入简化了复杂的含透镜系统的分析,临界衍射距离的提出量化了系统参数对衍射效应的影响。研究结果对扫描全息成像系统的结构设计具有指导意义。