扭转保偏光纤的三维折射率测量

基于数字全息显微层析技术,采用横向干涉系统,旋转被测的扭转保偏光纤,获得光纤180°视角下各个角度的全息图并由CCD记录,通过图像处理与再现算法提取物光波的相位分布信息.利用滤波反投影还原出光纤各个断面的二维折射率分布,并由此构建扭转保偏光纤的三维折射率分布,揭示扭转保偏光纤内部的三维信息.测量结果显示,扭转保偏光纤的应力柱随着光纤同时扭转,但包层、应力柱和纤芯的折射率并不改变.采用边缘检测提取了光纤不同断面应力柱的位置,并计算了扭转保偏光纤的扭转角度.

三维折射率场干涉图像的处理方法

基于最小误差阈值理论，采用实平面上的低通滤波技术，对三维折射率场干涉图上的噪音进行了处理，提出了一种与普通细化算法不同的并行细化算法，并对剔除分枝的具体方法作了介绍，通过实例说明了条纹剔除的过程。

测定三维折射率场的同轴全息层析方法

本文在离轴全息层析的基础上,提出将同轴全息与光学共焦及光电探测相结合、以光散射介质三维折射率分布为检测对象的相干层析检测方法.与离轴全息层析相比,同轴全息层析也是微分干涉分析思想的一种实现形式,其主要特点是,光路系统简单,扫描探测点的几何定位比较准确,容易达到较高的折射率测量精度.文中对同轴全息层析的测量原理、光路系统设计、实验方法以及定量分析等做了介绍.对全息层析的几个有关问题做了进一步的分析探讨.

三维折射率场干涉条纹位移量的判读与处理方法

本文分析了三维折射率场干涉条纹的特点，对条纹的选择、坐标标记进行了讨论，给出了计算机判读与处理干涉条纹位移量的数据处理的方法。

正交有限角投影局部基函数展开法重建三维折射率场

在对移相干涉测量三维折射率场研究的基础上,研究了正交小角度光路的设置.对于有限角度的少数投影层析重建,采用了连续可导的局部基函数展开折射率场函数.为了提高重建精度,提出了基于遗传算法的多松弛因子迭代重建算法.实验和数值仿真表明,正交有限角少数投影的测量方法可以有效减少测量数据量;采用连续可导的局部基函数展开,并在迭代过程中引入多个可变松弛因子,最大误差不大于5%,平均误差不大于1%的重建精度,较传统网格法提高了约40%.

非干涉无标记三维折射率显微成像的研究进展

光学衍射层析成像以折射率为内源性染剂,非侵入式地获取生物样本的三维结构信息,并有希望实现对活体样本(如活细胞等)的长时间动态观测,在生物医学和生命科学领域具有重要的意义。然而,光学衍射层析成像依赖于弱散射近似和干涉测量,前者极大地限制此项技术在集群细胞和组织等厚样本上的观测表现,后者则会显著地增加成像系统的复杂度。针对上述问题,研究人员开发了一类基于非干涉强度测量原理的衍射层析成像技术。首先,对非干涉强度衍射层析成像进行基本描述,包括其成像系统、成像指标和重建问题等;接下来从非干涉相位恢复、三维光学传递函数、多层递归正向传播模型和神经网络4条技术路线介绍非干涉强度衍射层析成像的研究成果和最新进展,并对上述方法进行对比;最后讨论当前面临的问题和挑战以及未来的研究方向。

迭代卷积重建三维折射率场的计算机模拟

介绍了迭代卷积重建算法的教值过程，用ＴｕｒｂｏＣ．２．０开发了该算法的实用软件．通过计算机模拟运算，考查了其重建精度、重建误差与投影方向数和迭代次数的关系．结果表明，该软件对１８０°范围内均匀投影采样，投影数为６，迭代次数为８～１０次，仍具有较好的重建精度．

利用全息干涉层析重构三维折射率场的新方法

介绍了一种新的重构三维折射率场的方法。该方法利用一个共焦检测系统对被测对象的像面全息干涉图进行三维扫描 ,并记录干涉强度 ,通过对强度数据的处理 ,可以重构出三维折射率场。这种方法原理简单 ,不需要进行多方向的全息干涉记录和复杂的重构过程。给出了初步的试验结果 。

激光聚变靶丸冰层折射率与粗糙度表征技术研究

惯性约束聚变装置对靶丸燃料层的均匀性要求严苛,检测系统需要具备折射率、厚度与粗糙度等参数的高精度表征能力。搭建了一套基于干涉与背光阴影成像技术的振镜扫描靶丸同步表征系统,并基于代数重构算法重建了靶丸冰层轮廓粗糙度与三维折射率分布。仿真与实验结果表明,轮廓粗糙度表征的相对误差优于2.2%,本文系统对多种靶丸结构三维折射率的重建结果平均值的相对误差均小于0.16%,这证明了表征技术的可靠性,为聚变靶丸制备工艺提供了有效的支撑。

基于数字全息层析的温度场三维检测方法

提出一种结合数字全息干涉测量原理和计算层析迭代原理的温度场三维检测方法。首先,基于光纤传导的离轴数字全息光路,通过旋转记录多角度的数字全息图。然后,对全息图进行数值重构,获得多角度上的定量相位分布,以此作为计算层析迭代的投影数据,并采用层析迭代算法重建三维折射率场分布。最后,基于折射率与温度之间的关系,反演得到三维温度场分布。基于上述方法搭建了实验系统并开展实验验证,实验测量结果与温度场预测分布基本一致,证明了该方法在对温度场三维检测的可行性。

基于数字全息显微断层成像的光纤折射率三维定量测量

提出了一种定量测量光纤内部折射率三维分布的新方法。基于数字全息显微断层成像技术,构建了一套测量光纤折射率的实验系统,实现了光纤内部折射率分布的三维测量。在预放大透射式数字全息显微系统中,加入样品转动装置,利用样品转动记录180°视角内各个角度的显微全息图,然后数值计算出每个角度光纤样品的折射率积分投影,并基于滤波反投影算法重建光纤内部折射率的三维分布。普通单模光纤和熊猫型保偏光纤两组样品的实验结果表明:建立的系统可应用于光纤内部折射率三维分布定量测量。

基于数字全息层析术对单模光纤折射率三维分布的重构研究

提出了一种基于数字全息层析术的数字重构方法。针对单模光纤(SMF)的折射率分布具有轴对称性的特点,可仅根据在任一与光纤轴向垂直的旋转角度下从数字全息图再现出的相位分布,采用层析算法重构出与SMF轴向垂直的折射率断层分布。通过获取SMF的折射率断层分布,就可获取其折射率三维分布。与以往测量SMF折射率分布的方法相比,本文方法具有对被测样品无损、测量方法简单及测量速度快等特点。理论分析与光学实验结果均验证了本文所提方法的有效性。

三视角数字全息层析重建光纤折射率实验研究

为了提高数字全息层析技术的动态特性，提出一种三视角实时采集数字层析全息图记录系统及层析全息图的处理方法。设计并实现了包含有三束物光波、一束参考光波的三视角离轴全息干涉光路系统，形成单幅层析全息图;根据单幅层析全息图的频谱分布特点，提出了全息图中各向干涉分量的提取方法，以折射率渐变型光纤为实验样本开展了实验分析，层析重建了光纤横截面的三维折射率。实验结果验证了这种方法的正确性和有效性，研究结果可应用于活体细胞形态的实时监测。

高精度数字全息显微衍射层析成像

采用样品转动结构的光学衍射层析技术存在"苹果核频谱缺失"的问题,为此,本文提出傅里叶衍射映射正约束迭代算法以恢复缺失频谱,实现高精度折射率层析成像.首先基于光学衍射层析成像原理,采用带有样品转动装置的数字全息显微成像系统记录下360°视角内各个角度的显微全息图,计算得到每个角度的复振幅像分布;然后运用傅里叶衍射映射和正约束迭代相结合的衍射层析成像算法,计算得到样品内部折射率的三维分布.实验结果表明,该方法能有效地恢复缺失频谱,高精度地测量微小样品内部的折射率三维分布.

双频光栅相移层析术测量非对称温度场

双频光栅相移层析术测量非对称温度场钱江源明海郭阳吴云霞谢建平（中国科学技术大学物理系合肥２３００２６）光学ＣＴ通过重建透明介质的折射率场，可以测量与折射率有关的物理量，如温度、密度或压力，因而在科学和工程上有着广泛的应用。其中一项关键的技术就是从干涉...