基于光场成像的多物理场测试技术研究进展

光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场粒子图像测速技术,使用光场相机拍摄复杂三维流场的粒子图像,随后采用一系列三维体校准、重构和互相关算法获得三维速度场。该技术在保证测量精度的同时实现对三维三分量速度场的捕获,并且能够有效减少相机数量和光学窗口的要求,实现对受限空间内部进行速度场测量。其次,介绍了将光场相机在形貌测量领域中的应用。光场相机通过单个相机、单次拍摄可以获取物体表面的三维点云信息,在极大程度上缩短测量时间的同时,简化成像设备,实现对叶片气膜孔的三维形貌测量。然后,将光场相机应用于温度测量领域,可以简化分光手段,从而完成测温系统的精简,实现单个传感器对光谱强度和角度信息的同时记录。最后,对光场多物理场测试技术进行了总结,并对基于内窥光场成像与超透镜的光场测试技术进行了展望。

超构器件的设计、制造与成像应用

超构光学为平面光学器件的发展提供了新的思路与方向。超构器件由亚波长人工纳米结构组成,能在二维平面上实现对入射光的振幅、相位和偏振的操纵。研究人员已经发展了多种超构表面技术,将其用于满足各式各样的光学需求。本文首先回顾了超构器件的前沿研究与技术发展现状,介绍了超构器件的广义设计流程,并以连续宽带消色差超构透镜为例进行逐步说明,帮助读者理解;然后,展示了多种超构器件加工方法,包括直写刻蚀、图案转移刻蚀和混合图案刻蚀等,进一步讨论了超构器件在成像应用中的发展,包括偏振成像、光场成像、光学感测以及生物成像等;最后,进行了总结,并对超构器件未来的发展提出了见解与展望。