双束参考光全息图

普通全息图是由物光波和一束参考光波干涉而成的,再现时只能在某一方向上很狭窄的视角范围内才能观察到再现像。为了扩大观察全息图再现像的视场,提出一些新的方法制作全息图,如彩色全息图,合成全息图,及利用全息图的角度灵敏性多次记录的体积全息图等等。这些方法都需要多次曝光,制作工艺要求高,过程复杂。本文提出通过适当设置光路,排除影响衍射效率的部分因素,获得的双束参考光全息图,同样可以扩大再现像的视场,且只需一次曝光,工艺要求低,过程较为简便。

物光与参考光强度比对数字全息再现像质的影响

为了提高数字全息显微中的重建精度及速率,采用理论分析与实验验证相结合的方法,对数字全息显微中基于同态信号处理的广义线性重建算法进行了理论分析,比较了同一物场在不同物光与参考光强比条件下的实验结果。结果表明,随着参考光与物光光强比的不断增大,广义线性重建算法再现像质得到明显改善,但当这一比值增大到一定值时,再现像质量则逐渐下降。寻找合适的物光、参考光光强比,是利用数字全息广义线性重建算法实现高质量再现像的重要条件。

合成孔径数字全息的分析模拟及多参考光合成孔径数字全息

分析了合成孔径数字全息的理论和实现方法,提出了多参考光合成孔径数字全息方法及其应用前景,以双狭缝为例,模拟了单幅及单参考光、多参考光两种合成孔径数字全息术的记录和再现方法。

微波电光调制BOTDR系统中参考光功率稳定控制

在基于微波电光调制的布里渊光时域反射分布式温度传感系统中,使用微波扫频会造成电光调制器输出的参考光功率波动,根据相干检测的原理,参考光功率的波动会影响到测得的后向布里渊散射信号的功率,将直接影响布里渊散射谱的测量精度,导致较大的温度测量误差。因此,提出一种根据电光调制器输出光功率反馈调节微波源功率,以稳定布里渊光时域反射系统参考光功率的方法。实验结果表明,该方法可以有效抑制电光调制器输出的一阶边波带峰值功率的波动,使系统的温度测量精度从6℃提高到了2℃。

可分离双参考光两次曝光全息法测机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法,设计的光络系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,藉此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图。这种干涉图含有物体变形的数值和方向的两种信息,从理论上对此作了分析,叙述了测量物体变形方向的方法,给出了试验结果。

基于基元全息图空间频谱分析的计算全息参考光角度选择方法

提出了一种基于基元全息图频谱分析的计算全息参考光角度选择方法.通过分析基元全息图的空间频谱成分,导出全息图正确再现需要满足的约束条件;求解了基于空间光调制器的计算全息再现系统的参考光角度取值范围;用N-LUT算法计算了成像距离为1 000mm时,一幅22.5mm×26.1mm的二维图像取不同参考光角度时的全息图,并进行了数字再现和光学再现实验.结果表明:参考光角度在0.893 8°到1.398 0°之间选择可以获得质量良好的再现像;参考光角度小于0.893 8°时,再现像与共轭像不能完全分离,参考光角度大于1.398 0°时,全息图频率过高会造成欠采样,导致再现像与下一级共轭像互相交叠.实验现象与理论分析一致,验证了参考光夹角选择方法的正确性.

球面参考光预放大数字全息成像系统分辨力

为了提高数字全息成像系统的成像分辨力,对以球面波作为参考光波的预放大数字全息成像系统的记录和再现过程进行了理论推导,得出了该系统的脉冲响应表达式,并由此分析了决定该系统成像分辨力的因素。在CCD成像分辨力高于显微物镜分辨力的情况下,通过对分辨力测试板进行实验,讨论了系统分辨力与记录距离的关系。结果表明:再现像的分辨力对记录距离不敏感;但在记录距离为零,即像面数字全息系统下,再现像具有更高的分辨力。实验结果与理论分析一致。

散射参考光法制作真彩色全息图

本文提出了用散射参考光制作 2D真彩色全息图的原理 ,按本原理制作的全息图比用散射物光法制作的图像清晰得多 ,并且使记录激光能量得到充分利用 。

单光束分波前调制参考光两次曝光全息测位移方向

本文提出用单光束分波前调制参考光两次曝光全息测量物体位移方向的方法。在两次曝光全息图的记录过程中,置于物体一侧的反射镜作微位移,反射镜反射的参考光被调制,由此记录的双曝光全息图含有物体位移方向的信息。在测量光路系统中,设置了两张全息干版,一张用于记录单光束分波前调制参考光两次曝光全息干涉图;另一张记录非调制双曝光全息干涉图。前者用来分析物体的位移方向,后者用于计算物体位移的数值。通过分析,从理论上确定了物体位移方向与反射镜位移方向之间的基本规律。文中着重阐述了位移方向的测量原理,导出了相关公式,给出了实验结果。

用激光双参考光两次曝光法检测机械变形

用可分离双参考光两次曝光全息干涉法叙述了测量物体变形的方向,并设计了光路系统。用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图,从理论上对此作了分析,给出实验结果。

多束参考光大视角彩虹全息术

针对彩虹全息图观察视角狭小等问题,基于全息记录、再现的多重性原理,对多重视角再现作了详细的理论分析,提出了一种多束参考光的一步大视角彩虹全息方法.该方法能实现再现像的多次色序循环,从而使全息图再现像的观察范围成倍增加.经实验成功地拍摄了观察视角为50°的一步彩虹全息图,并且应用效果较好.

运动调制参考光实时全息测量位移方向研究

提出用物体运动调制参考光实时全息测量物体位移方向的理论、方法和技术。用一束近似平行的光照射贴有反射镜的物体,由两者分别反射到全息干版上的物光和参考光相干涉形成和记录实时全息图。用原记录光束照射全息图,使试件沿一定方向位移,通过实时全息图观察到的实时干涉条纹会随观察点的移动而移动。物体位移方向、干涉条纹位移方向和观察点位移方向之间有确定的关系,推导了这种关系的数学表达式。根据这种关系归纳出了测量物体位移方向的基本法则。用不同试件完成了测定位移方向的实验,验证了所提出的新理论、新方法和相应新技术的正确性。

双参考光半导体调频距离测量

利用半导体线性调频可以实现对距离的绝对测量,但半导体激光器的光频调制特性受环境温度变化的影响很大,限制了该方法的测量精度和稳定性,无法走出实验室。为了解决这一难题,本文提出一种采用双参考光的绝对测量方法。通过测量两个拍信号频率,消除了温度的影响,提高了测量精度。这种方法对促进距离绝对测量的实用化有重要的意义。

参考光斜入射时全息图的理论分析

对参考光斜入射时全息的记录与再现作了详细的数学推证和理论分析，使该项理论臻于完善。并对其工程技术中的应用进行了简要介绍。

用多束参考光实现多通道彩虹全息术

根据全息术记录、再现的多重性原理 ,提出一种用多束参考光同时曝光记录 ,实现多通道彩虹全息术。完成双参考光彩虹全息图的制作 ,并给出其记录及双视角、双通道再现的理论分析及实验结果。

离轴参考光计算全息图的制作

对离轴参考光计算全息图的制作进行了研究.基于光学离轴参考光全息原理,对全息干涉场的空间频谱进行分析,得出了离轴参考光全息图的相关参数;用计算机分别模拟物光波和参考光波,设计全息图的相关参数,采用快速傅里叶变换算法,通过计算得到离轴参考光计算全息图;用激光再现获得全息再现像.形成用计算机制作离轴参考光全息图的理论与方法,并进行了实验验证.

双参考光两次曝光激光全息法测材料机械变形方向

本文利用2个平面反射镜将1束扩展激光束分成2束参考光和1束物光的光路设计,采取双参考光两次曝光的激光全息方法,记录材料在加载情况下机械变形的双参考光两次曝光全息干涉图;对全息干涉图所含有的材料机械变形的数值信息以及材料机械变形的方向信息,进行了理论分析和定量讨论;给出了一般情况下用本技术测量和计算材料机械变形方向的方法,列出了本技术测量的实验数据和结果。

多参考光合成孔径DMIPH术的细胞相位重构

为了克服传统光学显微术无法直接提取相位信息的不足而能更准确记录物体高频和低频信息的合成，采用多参考光合成孔径数字显微像面全息系统，并结合角谱算法和最小二乘解包裹算法实现了细胞的相位重构。选取活体细胞组织等相位型生物进行作为实验样本，对其进行定量观察和有效测量。结果表明，多参考光合成孔径数字显微像面全息系统可以有效地应用于3维物体显微结构的振幅和相位重构，能显著地提高记录系统的高频和低频信息在全息图上的合成度，并实现超出系统的衍射极限12．81p／mm的分辨率。该系统可以有效地实现数字全息系统的超分辨率成像，从而获得细胞显微结构的3维形貌信息和准确的相位分布。

全息干涉条纹图自动计值的一种方法——参考光相位移法

全息干涉术是测定工程构件表面的三维变形场或应变场及应力场的一种方法。全息干涉图所提供的大量信息,需要计算机辅助计值。参考光相位移法及数字图象处理技术为全息干涉图的自动计值及进一步处理提供了可能性。

强度调制偏振光谱仪解调系数参考光测量方法

针对由理论计算得到的解调系数无法实现强度调制偏振光谱仪实验系统(以下简称"实验系统")测量数据解调处理的问题,提出了测量参考光获取实验系统解调系数的解决方法。该方法通过测量已知偏振态参考光经过实验系统调制器后输出的强度谱,结合傅里叶变换、滤波和逆傅里叶变换等数字信号处理过程,可从测量结果中分离出实验系统的真实解调系数。分析了该方法的理论依据,给出了实验系统解调系数的实测结果,并利用得到的解调系数,对实验系统测量典型待测光源(近似自然光和完全线偏振光)的测量数据进行了解调处理。解调处理结果显示:在有效测量波段范围内(550～650nm),以卤钨灯为光源的平行光管直接输出光的偏振度值约为10%;经过线偏振器起偏后,其偏振度值接近100%,与实际分析结果完全相符。验证了强度调制系统解调系数参考光测量方法的可行性。