基于混合相位的多平面全息显示

在计算全息术中,基于层析法实现多平面全息显示是最常用的方法之一。针对层析法中多个平面之间存在串扰的问题,本文结合随机相位和二次相位的优点,提出了一种基于混合相位的多平面全息显示方法。首先,选择合适的权重因子生成混合相位代替随机相位作为初始相位。利用迭代傅里叶变换算法进行迭代后,将获得的每个子全息图与具有不同重建距离的菲涅尔波带片叠加,接着将每个全息图以复振幅叠加,获取相位后得到纯相位全息图,从而将分层图像重构于指定的平面上。利用硅基液晶空间光调制器搭建多平面全息显示系统开展了相关的光学实验。实验结果表明,与基于随机相位的方法相比,本文方法提高了结构相似性参数(最高可达4.6%),减弱了多个全息重构平面之间的串扰,提高了多平面全息显示的再现质量。

VirtualLab Fusion虚拟仿真辅助的菲涅尔波带法教学与探索

在教学实验中,由于受到衍射物加工精度和相机灵敏度的限制,常常不能明显地观察到与理论相匹配的菲涅耳衍射图样.本文先利用VirtualLab Fusion虚拟仿真平台计算出不同尺寸圆孔与圆屏在不同位置的菲涅耳衍射图样,再进一步针对特定尺寸圆孔与圆屏分别进行了光学实验、仿真计算以及理论预测,并对结果进行了对比分析,这将有助于增强教学效果.

光栅衍射缝间干涉因子次极大强度对称性的菲涅耳半波带法证明

本文用菲涅耳半波带法推导出了一个非常有用的次极大位置公式,将该位置公式和振幅矢量法求出的次极大位置结合起来,方便地求出了缝间干涉因子的次极大的强度,证明了缝间干涉因子的次极大强度具有对称性。避免了对振幅矢量法求次极大位置这个方程的直接求解,因为用该方法求出的次极大强度与理论值完全符合,说明菲涅耳半波带法不但可以用来分析单缝衍射,同时还完全能够用来分析光栅衍射。

基于角谱法的振幅型光子筛的设计和分析

对光子筛的聚焦成像原理作了分析,并用平面波角谱方法对光子筛聚焦成像进行了数值模拟.模拟结果表明,光子筛聚焦具有提高分辨率和抑制高级衍射的优点.在理论分析和计算机模拟的基础上,设计并制作了Fresnel波带片、未平滑处理和平滑处理后的光子筛.用波长为532nm激光光源对波带片和光子筛聚焦光斑进行检测.结果表明,光波通过光子筛聚焦后的光斑比波带片的光斑更细,成像对比度更高.

推导光栅衍射暗纹和次级亮纹位置公式的一种新方法

用菲涅耳半波带法推出光栅衍射缝间干涉因子暗纹和次极亮纹位置公式,其中次极大位置公式在算次极大强度时有着非常重要的作用。

近场聚焦法测相控阵天线方向图

阐述了用聚焦法在菲涅尔区测试相控阵天线的理论依据及实现方法 ,用实验结果对近远场方向图进行了比较。考虑到实际应用 ,对距离标定误差和频率漂移引起的测试误差进行了实验研究。结果表明在菲涅尔区用聚焦法监测相控阵天线性能是一种行之有效的方法。

雷达栅参数选取及多路径干扰抑制技术研究

介绍室外近地天线测试场的主要特点,在此基础上分析多路径干扰对天线参数测量精度的影响。基于几何光学(GO)理论,提出一种利用单雷达栅抑制多路径干扰的方法,给出射线追踪法和Fresnel区相结合的单雷达栅参数选取原则,讨论雷达栅关键参数应满足的紧约束条件和宽约束条件及各参数间的数学关系式。最后结合某单位外场数据进行了工程实现,仿真和外场实测结果证实了所提方法的有效性和实用性。

面波有限频率法3-D灵敏度核函数的计算

高分辨率面波成像应克服射线理论的高频近似假设,考虑有限频率效应。该文给出了一种计算面波有限频率3-D灵敏度核函数的方法。该方法可直接计算球壳层状地球模型中面波振型特征值和特征函数,而不再需要采用球化平变换来近似计算球壳层状地球模型中面波频散参数。作者计算了相位延迟、振幅扰动和群到时延迟的3-D灵敏度核函数,并对面波有限频率效应进行了讨论。分析结果显示:面波相位延迟的3-D灵敏度核函数同2-D体波走时的核函数形状类似,说明面波具有二维传播特性。对相速度数据而言,Fresnel带方法适用于低频面波的反演,射线方法适用于高频面波的反演,而对于中等频率的面波反演应采用有限频率方法。频率的高低是相对于所要取得的分辨率而言的。在反演地壳上地幔细结构方面,群频散数据更具有优越性;然而,群到时延迟核函数的极强的旁瓣可能使得反演变得不稳定。

基于菲涅尔原理的新型反射面天线

该文提出了一种将一维菲涅尔区相位修正概念应用于传统抛物柱面反射器的新型反射面天线，采用物理光学方法分析了该天线反射面对入射平面波的聚焦特性。该天线具有加工简便、效率高且偏轴扫描特性好等优点。

菲涅尔区相位修正平面反射器的相位效率

同抛物面反射器相比，菲涅尔区相位修正平面反射器的相位效率因子对天线效率的影响显著。本文在讨论其效率因子组成的基础上，首先定义了这一因子，并导出其数学表达式。通过具体的数值计算，给出图表形式的结果，可为有关工程设计提供依据。

菲涅耳半波带法公式A_K=a_1/2±a_k/2中K值的范围

本文对在点光源照明情况下,用菲涅耳半波带法求考察点P合振幅的近似公式A_k=a_1/2±a_k/2中K值的适用范围进行了讨论。

菲涅尔区修正抛物柱面反射器聚焦的极化特性

在抛物柱面反射器上进行一维菲涅尔区相位修正结构设计 ,可以构成一类新型的点源馈电反射器。为此用物理光学法导出该反射器对任意斜入射平面形成的聚焦场分布 ,分析了其共极化及交叉极化特性。

基于两步扫描法的Kirchhoff时间最优偏移孔径

倾角域稳相菲涅尔带的确定依赖于预先设定的判别阈值,需要反复优选设定。在偏移过程中引入拉伸畸变校正因子和加权补偿因子,完成浅层拉伸畸变校正和深、浅层振幅均衡处理,得到高质量倾角道集;根据导出的2D菲涅尔带计算公式,以最佳叠加能量为判别准则,采用两步扫描法研究菲涅尔带影响因素——成像倾角和地震波主频,自适应地确定成像点处成像倾角及菲涅尔带范围,建立基于数据驱动的最优偏移孔径确定方法。常孔径和扫描孔径偏移结果局部对比和信噪比分析结果表明:基于两步扫描法的最优偏移孔径成像剖面中偏移噪声得到较好压制,信噪比提高7.37dB,地质构造成像更加清晰。基于两步扫描法的最优偏移孔径确定方法正确、有效,可提升叠前时间偏移成像质量。

三维物体计算全息的方法研究

为了探索提高三维物体计算全息图的生成速度的方法,比较了两种不同的方法。根据全息理论,对三维物体计算全息图的生成方法和原理进行了简单介绍。采用离轴全息进行的点源法和同轴全息进行的层析法分别对简单三维物体的全息图进行计算,同时对两种方法的特点和局限性进行了简单的比较,点源法方法简单,但运算速度较慢;层析法则需要在保证纵向分辨率的同时尽可能少的减少分层数量。最后,讨论了提高三维物体计算全息图生成效率的有效途径。

高数值孔径聚焦光穿过一个固体薄膜过渡区的远场衍射

运用矢量角谱方法和折射定律导出了高数值孔径菲涅尔波带片(FZP)聚焦光穿过一个固体薄膜过渡区的远场衍射表达式,应用所获得的公式研究了线性和径向偏振光经高数值孔径?-相位FZP聚焦后分别穿过硅薄膜过渡区和玻璃薄膜过渡区后进入空气的远场聚焦特性.结果显示,固体薄膜过渡区的存在,增加了聚焦系统的焦长,提高了FZP对径向偏振光的聚焦质量,降低了FZP对线性偏振光的聚焦质量.

A New Reflector Antenna Based on the Fresnel Principle

A new type of reflector antenne is proposed, which applies the 1 D Fresnel zone phase correction to the classical parabolic cylindrical reflector, providing an alternative to the dual parabolic cylindrical ones discussed by Sanad and Shafai [1] . The focusing characteristics of the new reflector are analyzed by physical optics method, and numerical results are illustrated to evaluate its applicability.

基于菲涅尔带理论的无线电波层析正则化方法研究

无线电波透视法是常用的工作面地质构造探测方法之一,目前煤矿上多采用基于射线理论的联合代数重建(SIRT)层析方法反演介质电磁波衰减系数.由于发射的电磁波频率范围在几百千至几兆赫兹,基于高频近似的射线理论在模拟电磁波传播时存在局限性,而SIRT方法本身受矿井观测方式的限制,在垂直测线方向反演分辨率不高.本文研究基于菲涅尔带理论的正演方法,电磁波频率越高其第一菲涅尔带半径越小,即越接近射线条件;采用约束正则化方法进行层析成像,推导了Tikhonov正则化的最小化问题表达式,说明了正则参数的作用和意义,利用迭代反演法求最优折衷解.对不同异常模型及实际资料进行了层析成像实验,结果表明对于低频电磁波菲涅尔带理论分辨率优于射线理论,正则化方法具有更好的分辨率,识别出的异常构造基本吻合已知疑似构造位置,说明了其在实际应用中的可行性.

硬X射线光子筛波导效应研究

基于快速傅里叶变换光束传播法,研究了硬X射线光子筛中高高宽比金属结构的波导效应,确定了硬X射线光子筛的物理边界条件,采用角谱法计算了硬X射线光子筛的点扩展函数,并分析了吸收体厚度对聚焦性能的影响.研究结果表明波导效应一定程度上有利于抑制光子筛高级衍射的产生,提高聚焦性能.在同样的特征尺寸下,硬X射线光子筛的空间分辨率优于菲涅尔波带片,其缺点是衍射效率的下降.吸收体厚度的提高有利于提高光子筛的聚焦性能和衍射效率,但是相应的纳米加工工艺难度会增加.

桥梁检测中基于非结构化网格的时差菲涅尔带反演方法研究

层析技术是一种桥梁无损检测的新兴技术,但是传统层析反演使用矩形网格来剖分模型,并且需要大量的检波设备来确保精确度。为改善桥梁层析检测的效果,在反演中引入了菲涅尔带技术,增大反演射线的覆盖范围,改善了检波设备不足导致的射线稀疏问题;利用时差法,提高了初至数据的准确性,减小了初至拾取误差在小尺度测量中的影响。此外使用了三角网格对桥梁模型进行剖分,比起矩形网格能够更好地贴合边缘不规则的桥梁模型。模型试算和实际测量的结果表明:菲涅尔带方法可以较好地反演出速度异常区的位置、形状和大小;对有拾取误差的数据使用时差法处理后,反演结果接近于准确数据的反演结果;该算法提升了反演的准确性,可以有效运用于桥梁检测项目中。