多视场宽时域仿生极高速成像

现有极高速成像系统存在元件复杂、系统庞大以及视场受限的问题。基于螳螂虾小眼和复眼结构提出一种结构紧凑的极高速成像方法,可应用于多种视场和时间范围。仿生极高速成像仿生微绒毛阵列结构,以条纹结构光照明和空间角分复用为基础,实现图像的压缩和瞬态事件时序图像的重现。仿生螳螂虾小眼结构,可以实现视场极高速成像;而复眼系统结构上有小眼系统拼接组成,可以突破限制现大视场极高速成像。时间延迟结构与照明成像光路分离,可以实现飞秒至皮秒时间尺度的瞬态事件记录。因此,仿生多视场极高速成像理论上可以应用于各种视场的成像,仿真实验的摄影频率可以达到1.2×10^(13)帧/s,还原图像分辨率可以达到80.6 lp/mm。仿生极高速成像为大范围、群体性瞬态事件的探测提供了可能,例如光在散射介质中的传播、随机运动等,并且其结构紧凑,为极高速成像仪器的小型化、轻量化打下基础。

一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法

提出一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法。利用沃拉斯顿棱镜和双透镜组合,将飞秒激光单脉冲分束为多角度传输、具有飞秒或者更长时间间隔的多个激光脉冲;分束角度调节灵活,能量利用率高,结构简单。采用本文方法搭建了飞秒激光超快全息记录系统,并记录了4路复用的干涉条纹。实验结果表明,本文所提出的分束系统可以应用于超快全息记录系统。

利用综合复用技术拓展数字全息显微系统中的记录视场

为了解决现有数字全息显微系统中高分辨率与大记录视场无法同时兼得的问题,提出了一种在不牺牲分辨率的前提下拓展数字全息显微记录视场的方法.该方法中运用了波长不同、偏振态不同的四路相互不相干的探测物光,同时探测被测样品四个相邻的不同区域,并使这四束探测物光分别与其相应的参考光相干,在记录面上同时记录下含有被测样品不同区域信息的复合全息图.将获得的复合全息图经过频谱变换和数字滤波,分别重构出所记录区域的振幅和相位分布.最后通过图像拼接和图像融合技术,可实现接近原记录视场四倍的大视场数字全息显微记录.该方法在测量过程中无需移动记录装置、光源和被测样品,单次曝光即可实现,实验结果验证了本文所提方法的可行性.

记录飞秒级超快动态过程的脉冲数字全息技术

采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中,全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列,并以空间角分复用的方式在普通CCD的一帧图像上记录下包含多张子全息图的复合全息图,然后通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法,分别再现出每张子全息图所记录的图像.通过对飞秒激光激发空气电离过程的全息记录,获得了具有飞秒时间分辨的等离子体形成和传播过程的动态图像.