黄氏傅里叶计算全息图的数字再现及零级像的消除

将数字再现技术应用于黄氏(T.S.Huang)傅里叶计算全息图的再现过程,制作计算全息图,利用数字再现直接在计算机上完成全息图的再现直接利用数字图像处理的方法对所得计算全息图进行滤波处理,消除了零级像和原始像,使得数字再现时得到了清晰的再现像。

检测三次位相板的反射式计算全息图的占空比

为了在检测实验中获得最佳对比度的干涉条纹,从标量衍射理论出发,研究了条纹对比度和反射式计算全息图(CGH)占空比的函数关系。以检测三次位相板用的反射式Cr-玻璃CGH为例,计算了对比度最大为99.4%时CGH的占空比为0.5。我们采用电子束光刻技术制作了检测三次位相板的CGH。

计算全息图的球面重现

该文研究重现于球面的计算全息图(CGH)的生成和重现。当用平面波照射傅里叶全息图时,所重现的图像一般显示在平面上。该文利用坐标变换方法实现显示于球面的二维图像的计算全息图的生成,并由所生成全息图得到原始图像,从而实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。二维图像重现于球面实际上产生了三维显示,因此该文所提到的方法在从计算全息图重现三维图像方面起到了重要的作用。

计算全息应用于平视显示器的技术研究

本文旨在探索计算全息技术在机载平视显示器中应用的途径，解决一些关键问题。为此初步设计了一套运用计算全息的无闪烁全息平视显示器，拟合出计算全息面上物波函数数学表达式，设计并制作出起波前变换作用的计算全息图，并进行了实验验证。

用于柱面镜面形检测的CGH的设计与误差分析

现代X射线掠入射成像式望远镜是由大量的圆柱面超薄玻璃镜面经压制成圆锥面组成的准Wolter-I型望远镜。为了完成超薄玻璃圆柱面的检测,设计了适用于干涉检测的计算全息图(CGH)。结合CGH的设计制作过程,分析了CGH的基底面形误差、刻蚀占空比误差、刻蚀位置误差、刻蚀深度等误差,并对占空比、刻蚀深度的参数做了具体的分析,通过对制作误差的分析选择了制作参数。采用设计制作的CGH和ZYGO干涉仪实现了X射线望远镜用柱面镜的检测,检测结果达到了柱面镜的使用要求。

分数傅里叶变换计算全息图

提出了分数傅里叶变换计算全息图 (FRTCGH)。采用分数傅里叶变换的快速算法和罗曼Ⅲ型迂回位相编码方法设计并制作了一个物体不同分数阶的分数傅里叶变换计算全息图 ,用罗曼Ⅰ型分数傅里叶变换光学系统再现原物体 ,得到了物体清晰的像。分析了FRTCGH和再现图像随分数阶变化的规律 ,讨论了分数傅里叶变换计算全息图与菲涅耳计算全息图之间的关系。

计算全息法获取高阶类贝塞尔光束的新设计

基于计算全息法(CGH)以及夫朗禾费衍射近似条件下的衍射理论,设计了获取各阶类贝塞尔空心光束的光栅,通过对光束在径向及其传播方向上的光强分布进行模拟分析,得到光场随着类贝塞尔光束的阶数、传播距离以及径向r的分布规律,得到的空心光束的暗斑尺寸、环状光束宽度和光束半径等表征空心光束特点的参数能更好满足光镊-光钳操作系统要求,验证了利用CGH获取高阶类贝塞尔空心光束的可行性。研究结果为获取高质量的空心光束提供了一种简单、高效的方法。

用计算全息图检测非球面时的自补偿效应分析

用计算全息图(CGH)检测非球面时,除了设计零位补偿CGH外,还往往设计辅助调节CGH,从而可以利用干涉图来精确调节CGH的位置。针对这种同时具有零位补偿和辅助调节功能的CGH,提出零位补偿CGH和辅助调节CGH之间具有相互补偿效应。针对一高次非球面,设计了四种不同的CGH配置方案,而后逐一分析了零位补偿CGH和辅助调节CGH之间的补偿效应。分析结果表明,在相同的基板误差的条件下,具有自补偿效应的配置方案的Power项误差小于其他方案的1/40,而球差和高阶球差则小于其他方案的1/70。利用具有自补偿效应的配置方案加工制作了CGH,用此CGH完成了对非球面的加工检测迭代,非球面面形的收敛精度均方根(RMS)达到0.48 nm。

相位密钥型傅立叶计算全息数字水印方法

提出了一种可实现盲检测的相位密钥型傅立叶计算全息(CGH)数字水印方法,在生成数字水印傅立叶全息图的参考光中,加入经改进后的G-S迭代算法生成的二维相位密钥。理论分析和实验结果表明,由于该相位密钥的频谱分布为位置和强度不同的一系列δ函数,因而能够避免提取过程中宿主图像的频谱和水印共轭像对水印图像提取产生的干扰,从而能在保证水印质量和加密性能的条件下实现盲检测。

提高二元计算全息图设计精度的新途径

用于非球面光学元件检测的计算全息图的设计与制作精度对实现非球面的高精度检测是至关重要的。为了提高计算全息图的设计精度,采用Householder变换把矛盾方程组的系数矩阵正交三角化,直接求解波面拟合系数,避免了法方程组的构造。全息图的设计是直接利用MATLAB的内部函数编程来实现的。对具有旋转对称性和非旋转对称性的物波进行了波面拟合,并设计了相应的计算全息图。结果表明,物波函数的拟合精度和全息图的绘制精度均有明显的提高,且计算速度快。

球面计算全息图占空比的计算

针对检测实验获得最佳对比度干涉条纹,通过理论计算给出了条纹对比度与球面计算全息图(CGH)占空比的函数关系。以Cr玻璃的球面CGH检测大口径凸面镜为例,计算了对比度最大时球面CGH的占空比,用激光直写技术制作了占空比为0.2的球面CGH。实验结果分析表明,干涉条纹的对比度与理论计算相符。

复杂曲面铝反射镜超精密制造现状

由于复杂曲面铝反射镜所具有的独特优势,其在光学系统中的应用越来越广泛。但是只采用超精密车削加工的光学反射镜精度受到超精密车削加工“误差复映”的限制,只能满足红外系统应用需求,其应用的进一步推广遭遇瓶颈。采用超精密车削、磁流变抛光、计算机控制表面成形(CCOS)的组合加工工艺,并结合复杂光学曲面的计算全息图法(CGH)面形检测技术,可以进一步提升铝反射镜的面形精度,满足可见光系统的应用需求,为复杂曲面铝合金反射镜的推广奠定了制造基础。

全数字全息术在图像信息隐藏中的应用

提出了全数字全息术在计算机图像信息隐藏中的应用。待隐藏的秘密信息以及公开的承载信息均为灰度级静止图像。首先对待隐藏的计算机信息图进行全息变换,即通过计算全息图的制作步骤制作出全息图的图像文件,然后再进行Arnold对称性变换。在此基础上,将秘密图像嵌入到承载图像的DCT域的中频系数中。全数字全息术的引入进一步增强了隐藏图像的透明性,通过控制制作全息图时的参数可起到加密的作用,相当于增加了一把秘密钥匙,具有较高的保密性和稳健性。

一种新的信息加-解密技术的研究

研制了一个新的信息安全加密解密系统。该系统采用迭代傅立叶算法对全息图加密进行优化,使用纯相位元件作为解密密解,通过在简单的光学装置中叠加加密全息图和解密密钥实现光学解密。数值仿真和光学试验表明这种技术是光学解密的一种简单易行的方法。试验系统的简单构成展示了该技术在信息安全认证方面的潜在应用价值,有利于在不可见的元件上作信息解码,计算机仿真展产了该技术的有效性。