相干光超分辨率显微成像移频机理研究

本文以4f光学相干成像系统为基础,研究了倾斜光照明物体的情况下,物体频谱的移动规律以及对最终成像的影响。首先,分析了典型物体的频谱,揭示了物体信息与其频谱分布之间的映射关系。其次,基于该衍射受限的成像系统,研究了在倾斜光照明物体的情况下,频谱整体的移动导致系统通频带的频谱成分发生了改变,从而引起成像结果变化的规律。模拟结果表明在单次倾斜光照明物体时,相干成像的结果比较复杂,一般是无法真正提高成像分辨率的;只有获取不同角度倾斜光照明情况下的像面复振幅分布或其频谱,通过融合形成一个包含更多高频成分的频谱,方能实现提高成像分辨率。本文把傅里叶光学中基本的概念和科研前沿相结合,帮助学生加深理解教学中的知识点,并着重体会知识点是如何运用于科研创新的过程。

预成像数字全息测量大物体三维形貌

为了扩大数字全息三维形貌测量的视场,提出了一种预成像的方法.物体先被成像镜头成一缩小的实像,再使用离轴菲涅耳数字全息对此实像进行全息记录.采用倾斜照明光的方法使两次数字全息的再现像之间产生相位差,通过相位去噪和去包裹处理从相位差中提取物体的三维形貌数据.实验证明,预成像方法使测量视场的大小得到了至少一个数量级的提高,采用离轴菲涅耳数字全息降低了测量系统对环境稳定性的要求.

基于数字全息的三维物体轮廓融合技术研究

针对圆柱坐标下多孔径拼接技术中坐标变换方程求解复杂,使得圆柱坐标系下的多孔径拼接困难的问题,采用粒子群算法来求解非线性方程组,将非线性方程组转化为优化问题求解,建立了求解拼接参数的目标函数,在保证求解精度的同时,大大简化了求解过程的复杂性。通过计算机模拟测量了一圆柱体面形,拼接误差达到10-10mm,验证了其收敛性和精确性,最后采用数字全息中倾斜光照明方法获得螺母的轮廓进行了拼接,证明了这种算法对回转类物体的测量是切实有效的。