迂回相位编码的傅里叶变换计算全息图及其再现

光学全息图直接利用光学干涉法在记录介质上记录物光波和参考光波叠加后形成的干涉图样 ,而采用计算全息 (CGH)的方法可不借助参考光直接记录物光波的复振幅信息。如果对迂回相位编码的全息图再进行一次逆的快速傅里叶变换 ,则可由计算机模拟完成物光波的全息图再现。试验结果也验证了该方法的可行性。

迂回相位编码技术制作匹配滤波器的宏像素选取

实验中选择了不同的宏像素取法制作光学相关器的匹配滤波器,可保留更多的复振幅信息,从而大大改善了光学相关器的识别能力,实验结果验证了该方法的正确性。

一种改进的计算全息迂回相位编码方法

提出了一种计算全息四级迂回相位编码的改进型,将一维编码改为二维编码,在保留四级迂回相位编码全部优势的前提下,使制作全息图时x方向的分辨率可以降低一倍,降低了制作全息透明片的难度。

用MATLAB制作迂回相位编码的傅立叶变换计算全息图

本文用MAT-LAB语言制作了一个迂回相位编码的傅立叶变换全息图。在实验中,观察到了全息图的再现。

基于罗曼型迂回相位编码法产生三参数Lommel光束

Lommel光束是由Lommel函数描述的一种结构复杂的无衍射光束,其光学形态可由阶数n、不对称度c0、旋转角度?0等3个参数调控,三参数Lommel光束结构复杂,实验上较难产生。引入了一种复振幅调制技术来产生Lommel光束,利用罗曼型迂回相位编码法,对复杂波前的振幅和相位进行编码,构造出能够产生Lommel光束的二元计算全息图,然后使用全息直写打印系统,将由计算机构建的二元计算全息图加工成实振幅掩模板,实验制备了像素数高达35000 pixel×35000 pixel的掩模板,最终方便地产生了高质量的Lommel光束,该研究方法也为产生其他具有复杂结构的无衍射光束提供了思路。

匹配滤波器映射编码方法研究

在Vander Lugt相关器中,预先制作的匹配滤波器是系统能否得到较好的相关识别结果的关键。通常使用的迂回相位匹配滤波器编码法数据利用率不高,相关效果有进一步改进的空间。对基于最小欧几里德距离的映射编码法进行了研究,利用空间光调制器的振幅与相位调制特性进行滤波器编码,通过仿真实验分析了匹配滤波函数幅度因子对相关结果的影响,并与迂回相位编码法的相关结果进行了对比分析。从仿真结果可以看出:匹配滤波函数幅度因子越大,相关峰值越高;当幅度因子达到103时,相关峰值达到最大值;此时,映射编码法的相关峰值接近于迂回相位编码法的2倍。因此映射编码法比迂回相位编码法更有利于相关峰的判别。

计算傅立叶变换全息的制作及应用

计算全息是建立在计算机科学与光学基础之上的一种全息图制作技术,比一般光学全息具有更独特的优点.文章主要介绍了计算全息的应用及傅立叶变换全息图的设计和制作过程.

二元计算全息法产生复杂无衍射光束

无衍射光束是一种能在自由空间稳定传输的光束。近来,一类具有复杂光学形态的无衍射光束被引入,比如马蒂厄光束、抛物光束、非对称贝塞尔光束等。为了产生具有复杂结构的无衍射光束,需要对光波进行复振幅调制,即同时调制光波的振幅和相位。但目前的商用光学调制元件只能调制光波的振幅或相位。本文基于二元计算全息法,编码二维复透过率函数分布,构建了具有复振幅调制功能的二元实振幅非负计算全息图。利用实验室自主研发的投影成像光刻系统,对银盐干板进行曝光处理,经显影、定影处理,将其加工为相应的振幅掩模板,用来产生精确的具有复杂结构的无衍射光束。以无衍射马蒂厄光束为例,采用罗曼型迂回相位编码方法,在全息图每个抽样单元内开一个矩形通光孔径,通过改变通光孔径的面积来对复值光波的振幅进行编码,通过改变通光孔径中心偏离抽样单元中心的距离,来对复值光波的相位进行编码。最终构建了两种产生马蒂厄光束的典型二元实振幅计算全息图,其像素数高达28 000 pixel×28 000 pixel。之后利用加工好的振幅掩模板,准确、方便、高效地产生了的椭圆系数q=10,拓扑荷数m=0与m=1的第一种偶型马蒂厄光束,其他类型的马蒂厄光束可相应产生,这是一种光束形态多样、光束结构复杂的无衍射光束。实验结果证实,采用罗曼型迂回相位编码方法产生具有复杂结构的无衍射光束,有效避免了实验过程中分离的相位调制元件和振幅调制元件之间的对准误差,二元计算全息编码法是一种能用来调控产生复杂结构无衍射光束的新途径。

傅里叶计算全息的误差分析

随着计算机全息技术在空间滤波器的制作、图像三维显示等方面的广泛应用,全息图的精度要求愈发严格。而在原图基础上降低误差、消除噪声则是提高全息图质量最为有效且成本低廉的方法,值得引起重视。本文简单介绍计算全息图的制作,具体从抽样,编码,再现三个过程分别对迂回位相型计算全息图进行误差分析,提出在抽样上提高抽样点,在计算上通过数学补偿的办法降低误差,提高全息图精度,结论证明有效。

基于4f系统的光学图像加密与解密

本文利用阿贝成像及对称-非对称混合加密原理,实现了基于4 f光路的光学图像加密与解密.首先,本文利用Lee型迂回相位编码方法制作了加密函数对应的相位掩膜,作为密钥,并通过空间滤波的方法完成了光学图像的频域加密.其次,本文结合自行编写的程序实现了加密图像的计算机解密,解决了光学图像解密时相位掩膜难以精准对齐的困难,大幅度提升了解密效率和质量.最后,通过一个验证实例直观地揭示了该加密方法具有较高的安全性,并且证明该方案在较低噪声情况下具有较好的鲁棒性.

完美Lommel光束的产生

引入了一种新型完美涡旋光束——完美Lommel光束(PLBs)。首先给出了产生这种光束的理论机制,然后构建实验系统来产生PLBs。实验主要分为两步:第一步是利用罗曼迂回相位编码法产生高质量Lommel光束;第二步是将生成的Lommel光束经傅里叶变换后产生PLBs。产生的PLBs的环半径不受拓扑荷值的影响,并可通过阶数、不对称参数的模和角度三个参数来调控PLBs的分布,这意味着PLBs是一种具有三个自由度的三参量完美涡旋光束。