3-D成像新技术——光学外差扫描全息术(英文)

介绍了一种新的3 D成像技术—光学外差扫描全息术的基本原理,以及基于光学外差扫描全息术基本原理的环形光栅光学扫描全息术,描述了其与传统的光学外差扫描全息术相比具有的优势。最后,以光学外差扫描全息术在三维空间滤波、遥感和三维混浊液体中成像应用为例,阐述了这一新技术的应用前景。

菲涅耳波带板无运动扫描全息术原理研究

基于菲涅耳波带板扫描全息术,提出了无运动卷积菲涅耳波带板扫描全息术。由于菲涅耳波带板扫描全息术经过二维电移台控制物体移动进行二维扫描,得到整个物体的扫描全息图,因此,它是通过物体的光强透过率函数与菲涅耳波带板的光强透过率函数的卷积得到物体的扫面全息图。这种方法的缺点是扫描时间长。无运动扫描全息术是根据几何光学的基本理论,无需物体的移动直接得到扫描全息图,大大缩短了扫描时间。

光学扫描全息术中的孪生像噪音及消除

阐述了光学扫描全息术的基本原理 ,分析了孪生像噪音的来源 ,提出了一种新的数字滤波方法 .计算机仿真结果表明 :孪生像噪音以振荡形式传播 ,降低了重构图像的信噪比 ,影响了重构图像的分辨率 ;用电子复用技术 ,即用复全息图函数代替实全息图函数的方法可以有效地消除孪生像噪音 ;采用单一通道对信号进行处理 ,即只用一个实全息图函数 ,通过数字滤波方法同样可以消除孪生像噪音 ,该方法简便、实用而有效 .

复合扫描全息术及透过强散射介质三维成像研究

应用菲涅耳波带片光学扫描全息术原理,研究强散射介质中吸收体的三维成像·针对由成像物体强散射背景产生的背景噪音,提出复合扫描全息术成像方法·实验中应用这一方法,对嵌埋在浓度为1%,深度为1.7cm的脂肪乳剂中的吸收体成像,得到了信噪比和对比度较好的再现像·在此基础上,对复合扫描全息成像系统的信噪比,对比度及分辨率等性能进行了深入的理论分析和实验测试·研究表明,与单一模式相比,复合扫描全息术在信噪比和对比度方面有较大改善,但分辨率还需进一步提高·

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中,扫描系统与非相干成像系统具有等价性,在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统,并推导了该系统在聚焦和离焦时的光学传递函数,提出了离焦时该系统在光学扫描全息术中的应用.

扫描全息术中菲涅耳波带板的衍射问题

为了提高扫描全息成像系统的分力,理论分析和实验研究了对系统起重要作用的编码孔径—菲涅耳波带板的衍射问题。对波带板的菲涅耳衍射积分方程进行了数值求解,计算时考虑了透镜的位相调制作用。为了使分析问题简化,通过对比有透镜时波带板的衍射强度分布,求解出无透镜时具有相同分布的等效距离,同时引入了菲涅耳虚衍射面的概念。为了定量描述波带板的衍射效应,定义了临界衍射距离。实验结果表明:当波带板环数为10环、半径为0.75 cm,透镜焦距为7 cm时,临界衍射距离约为16 cm。若其它条件不变,增大透镜焦距或增加波带板环数,临界衍射距离均增大。等效距离的引入简化了复杂的含透镜系统的分析,临界衍射距离的提出量化了系统参数对衍射效应的影响。研究结果对扫描全息成像系统的结构设计具有指导意义。

菲涅耳波带板在光学扫描全息术中的作用

本文研究了非运动卷积中的投影式卷积装置，并讨论了二函数在该装置中的卷积与解卷积过程。为了验证在光学扫描全息术中菲涅耳波带板与物体波函数之间卷积的作用，本文利用投影式卷积装置实现了菲涅耳波带板与物体波函数之间的卷积与解卷积过程。

FZP扫描全息术用于高散射介质中吸收体成像

设计以菲涅耳波带板作为编码孔径的近红外扫描全息成像系统,并对该系统的点扩散函数进行了理论计算.结果表明:系统的点扩散函数接近理想的δ函数;实际测试了系统的点扩散函数,分析了实验结果与理论计算值存在差异的原因;用该系统对浓度为1%、深度为1.8cm的intralipid脂肪乳剂中嵌埋直径分别为1.5mm,1.0mm和0.4mm的金属丝做成的圆环进行了成像实验.实验结果表明:可较清晰地分辨直径1.5mm和1.0mm金属丝做成的圆环,对直径0.4mm的金属丝做成的圆环也可识别.该系统用于高散射介质中吸收体成像具有较高的横向分辨力.

基于菲涅耳波带板扫描全息术的光学层析成像

基于光学扫描全息术原理和编码孔径层析成像技术 ,提出了一种三维物体层析成像技术———菲涅耳波带板扫描全息术。该技术通过将物体的光强分布函数与菲涅耳波带板的光强分布函数进行卷积运算来得到物体的扫描全息图 ,通过相关解卷积的方法来进行扫描全息图的数字重建。依据该技术原理设计了实验系统 ,系统结构简单紧凑 ,具有三维物体层析成像功能。提出用数字高通滤波器来减少重建图像的背景噪声。计算机仿真及对实物的扫描记录和重建实验结果表明 ,该技术原理正确 ,用于三维物体层析成像是可行的 ,用数字高通滤波的方法提高重建图像的对比度是有效的。

菲涅耳波带板扫描全息术透过高散射介质成像

将菲涅耳波带板扫描全息术用于高散射介质成像技术中。对于编码函数非负给物体的再现像带来的背景噪音 ,提出采用构造复合全息图的方法来消除。在实验中运用该方法得到了信噪比和衬比度较好的物体的再现像。计算并测试了系统的点扩展函数 ,实验结果与理论计算结果相吻合 ,其结果都接近于二维的δ函数。用菲涅耳波带板扫描全息成像系统进行了成像实验 ,得到了嵌埋在浓度为 1%、深度为 1.7cm的脂肪乳剂中的吸收体清晰的再现像 ,吸收体为直径 0 .4mm的金属丝和内径为 6 .0mm的金属环 ,另外 ,也得到了直径为 2 .5mm的黑塑料球的再现像。

光学扫描全息术研究进展

光学成像技术极大地拓展了人类的视觉极限,提高了人们观察和理解现实世界的能力。越多地获得目标的光学信息,对其的认识越充分。数字全息术是一种可以将样本的三维信息以二维全息图的形式编码记录下来的一种成像技术。通过获得由携带物体信息的物光波和参考光波叠加产生的干涉图案,可以以数字化的方式实现多种重建模态,例如图像恢复、相位成像和切片成像等。光学扫描全息术是一种独特的数字全息成像技术,通过主动式二维化扫描对三维物体进行成像,其完整的波前信息可以被单像素探测器记录,并基于光外差检测进行信号解调,从而恢复出复数全息图。对光学扫描全息术的最新进展进行介绍。首先,基于双光瞳成像系统,通过特殊的硬件和算法设计,提高光学成像系统的性能,如提高空间分辨率、缩短扫描时间。其次,基于计算成像原理,通过改进和优化全息像重建算法,实现高质量的图像恢复,主要涉及切片成像和三维成像等重建模态。第三,介绍光学扫描全息术的其他研究方向,并讨论该领域未来可能的发展方向。

全息术的新进展

近年来 ,全息术在制造方法和应用领域取得了一系列突破性进展 ,使得全息术重新成为世界各国关注的一个研究热点 .在简要回顾半个世纪全息术发展历史的基础上 ,重点介绍了近十多年来全息术领域中比较有影响的研究成果 ,展望了全息术的未来发展方向 .

全息术与器件

O438.1 2004010345 光学扫描全息术中的孪生像噪音及消除=Twin-imagenoise and its elimination in optical scanning holography[刊,中]/孙萍(北京理工大学光电工程系.北京(100081)),谢敬辉…∥光子学报.—2003,32(3).—340-343 阐述了光学扫描全息术的基本原理。

全息术与器件

O438.1 2000063941环形光栅光学扫描全息术的研究=Circular gratingoptical scanning holography[刊,中]/梁万国,赵达尊,谢敬辉,赵业玲(北京理工大学光电工程系.北京(100081))//光学学报.—2000,20(1).—74—77为了充分利用光学扫描全息系统的分辨率,提出了用环形光栅扫描物体的光学扫描全息术。其优点是:可以用非相干光源记录扫描全息图,系统为单光路。

全息术与器件

TB877 99021048便携式真空加载剪切电视全息无损检测系统研究=Po rtable vacuum load shearing TV—holographynon-destructive testing system[刊,中]/范华,谭玉山(西安交通大学.陕西,西安(710049))∥西安交通大学学报.—1998,32(5).—96-98介绍一种便携式真空加载剪切电视全息无损检测系统,该系统用于大面积铝蒙皮蜂窝结构航空复合材料的无损检测。文中对系统的结构及工作原理进行了描述,分析了真空加载无损检测的机理,得到满意的检测结果。图4参4(严兰)

光电探测器的设计

分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况。为了提高测量时的线性，要选取Ｒｄ大、Ｒｓ小、ｉ０小的硅光电二极管，并在输出短路状态下工作。因此常采用将运算放大器接成电流－电压转换器的办法来满足这一要求。分析了运算放大器的噪声电压、噪声电流、失调电压、失调电流和硅光电二极管的噪声因素对硅光电二极管与运算放大器组合电路的影响。考虑这些因素可以设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的探测器。

编码孔径和解码孔径的设计

基于光学外差扫描全息术 3D成像的基本原理和编码孔径成像技术 ,设计了用于正在研制的“近红外扫描全息光学层析成像系统”中的编码孔径和解码孔径。当编码函数非负时 ,设计能取正负值的解码函数可以改善系统的点扩散函数 ,使其更接近于理想的二维 δ函数。在点扩散函数分布中的均匀或起伏较小的背景将降低重建图像的对比度。计算机模拟结果表明 ,采用对比度增强技术可以减少菲涅耳波带板和非冗余小孔阵列编码孔径重建图像的背景噪音 。

基于菲涅耳波带板扫描的光学成像技术研究进展

基于菲涅耳波带板(FZP)扫描的光学成像是主动式非传统成像技术,通过二维光学扫描实现对目标的三维高分辨率成像。阐述了目前几种不同类型的菲涅耳波带板扫描成像系统的原理、结构、性能,分析了国内外的研究现状和应用前景。