窗函数对光学空间滤波效果的影响分析

为改善光学空间滤波的效果,分析说明了低通滤波器窗函数对光学空间滤波效果的影响。提出了相同通频区域下选择窗函数的两个要求即更窄的频谱主瓣宽度和更小的旁瓣高度,并运用MATLAB模拟了基于4f系统的光学空间滤波。结果表明,窗函数频谱主瓣宽度直接影响滤波结果的轮廓可见度,频谱旁瓣直接影响着频域截断带来的吉布斯波纹的大小。为如何选择滤波器透过率分布提供了理论参考。

光学空间滤波

当用阿贝的二次衍射理论来理解透镜的成像过程时,透镜后焦面上的每一亮斑(衍射极大值)与平行光通过物平面后物面上的复振幅分布紧密相关,我们称它为空间频率。若物平面上的复振幅分布具有周期性(如衍射光栅),则空间频率是分立的;

光学空间滤波对变形镜生成贝塞尔光束的性能影响

采用光学空间滤波方法,对基于变形镜生成的贝塞尔光束的质量进行改善。设计了一种环形滤波器,在贝塞尔光束的空间谱平面上滤除由变形镜圆顶误差引起的频谱分量,使贝塞尔光束的轴向光强分布更加均匀;设计了扇形和环形组合的滤波器,将圆对称的贝塞尔光束整形成椭圆贝塞尔光束,其主瓣的长短轴之比约为1.72,轴向光强半峰全宽达到247 mm,具有良好的无衍射特性。提出的空间滤波方法可有效提高基于变形镜生成的贝塞尔光束的性能,有利于其应用。

强背景光的高频目标物频谱分析及信息提取

为排除强背景光,分析说明了背景光和投影栅条纹的在空域和频域的分布特点,提出了空间滤波器的设计方案,并通过计算机模拟证明:以布莱克曼函数作边缘分布的带通滤波器,能有效地抑制"吉布斯效应",从而排除强背景光,提取清晰的光栅条纹。