随机相移误差的Lissajous标定与校正

将Lissajous标定技术应用到相移干涉测量的相移算法(PSA)中,提出一种基于Lissajous标定技术的随机相移误差校正算法。该算法不需要计算各帧干涉图之间的实际相移量,直接用Lissajous标定和椭圆拟合的方法计算相移算法的相位提取误差(包括离焦、偏倚、相移量偏差)然后进行校正。数值模拟结果表明:该算法不需要迭代运算就能从大于3帧的带有随机相移误差的干涉图中有效恢复出正确的相位信息,运算时间少,计算精度高并且适合于所有的相移算法。实验结果表明:基于Lissajous标定技术的随机相移误差校正算法与现有的迭代随机相移算法(AIA)精度相当,但计算速度得到明显提升。

基于主元分析的随机相移算法

将统计理论中的主元分析应用到干涉条纹分析中,提出一种基于主元分析的随机相移算法。该算法先将多帧条纹数据分解成不相关的主元成分,然后从主元成分中提取2维相位信息。数值模拟结果表明:该算法不需要迭代运算就能从4帧完全随机相移干涉图中有效提取相位信息,运算时间少,精度高。实验结果表明主元分析相移算法比现有迭代相移算法更适合于随机相移干涉图分析。

抑制高阶谐波误差的随机相移条纹分析算法

高阶谐波和随机相移误差是影响条纹分析精度的主要因素。为了同时解决这两个问题,提出了基于频域滤波的迭代相移算法。该算法采用巴特沃斯低通滤波器,从频域上滤除条纹的高阶谐波分量,再运用最小二乘迭代方法从三帧随机相移条纹图像中提取相位信息。数值模拟和实验结果表明,该算法可有效地抑制由高阶谐波和随机相移引入的波纹误差,误差PV值和RMS值分别为0.368 8rad和0.025 3rad,其精度高于传统的三步相移算法和Wang算法。该方法适合于高精度干涉测量和三维物体表面轮廓测量。

基于迭代优化的两帧随机相移干涉术

提出了一种由粗及精的无需预滤波的两帧先进迭代随机相移技术。基于最小化残差背景,首先利用采集条纹图的相关运算,在近似正交条件下估计相移和相位;然后利用这些求解过程中的中间参数在空域由条纹图数据估计相移和背景;最后,迭代上述过程直至收敛到预定义的精度,从而实现相位的精确求解。针对条纹图空域背景和振幅变化问题,利用条纹图子图降低背景空域变化对背景和相移估计的影响,并减小运算量。与现有的方法相比,本文方法由于提供了正确的初值,具有收敛快、计算快的特点。本文方法简单可靠,是一种实用的两帧相移干涉方法。

基于随机相移光栅的主动调Q随机光纤激光器的脉冲特性及其演化规律

重点阐述了基于随机相移光栅的主动调Q随机光纤激光器(RFL)的脉冲特性及其演化规律,比较了环形腔和线形腔主动调Q随机光纤激光器的时域脉冲特性。结果表明:在环形腔随机光纤激光器中,通过调控泵浦功率和电光调制器(EOM)的调制频率,能够获得倍周期、双脉冲、三脉冲、混沌脉冲等不同的脉冲状态;在线形腔随机光纤激光器中,同样观察到了与环形腔随机光纤激光器变化规律一致的脉冲分裂和倍周期现象,外部光注入除了会改变脉冲形状之外,不会从根本上改变脉冲的演化规律。主动调Q随机光纤激光器的脉冲特性是可调控的,其在生物模拟和加密通信中具有潜在的应用前景。

随机相移阴影莫尔法研究

相移阴影莫尔是一项成熟的物体表面三维轮廓测量技术,但是该技术的性能还有优化的空间。为了提高阴影莫尔技术的精度且不增加装置的复杂性,提出了一种随机相移阴影莫尔三维轮廓测量技术。所提方法采用立体视觉方法对阴影莫尔装置结构参数进行标定,运用3帧随机相移算法提取测量相位,从而极大地简化了现有阴影莫尔技术的测量过程。由于是基于随机相移思想,假定相邻帧条纹图间引入的相移不等且未知,因此所提方法可有效地降低相移器的应用要求。另外,所提方法在相位解调过程中不受背景光影响,且对条纹图非正弦光强分布不敏感,具有精度高、应用容易的特点。实验表明,所提方法精度高,速度快,优于现有的典型算法。

二帧随机相移条纹图相移提取算法研究

受噪声或探测器的非线性响应等影响,采用光学三维轮廓术装置实际摄取的条纹图的光强具有非正弦性分布的特点,这导致现有的随机相移提取算法在应用中存在计算不稳定的问题。对此,提出了一种两帧随机时域相移条纹图相移提取方法。该方法首先采用克莱姆正交化方法对条纹图进行处理,然后发展了一种基于矩阵范数的相移提取算法,进而应用二步相移算法获得了测量相位。由于使用了反正切函数解算相移,所提方法对非正弦条纹图不敏感,具有求解可靠、应用容易的特点。实验结果表明,所提方法精度高、速度快,优于现有的典型算法。

二维相移耦合振子系统斑图的缺陷效应

考察了在考虑不同阻挫时,极限环振子耦合系统的斑图动力学行为.每个极限环振子只与其最近邻的4个振子相互作用.螺旋波斑图,湍流和西洋棋盘斑图等都被观察到.我们使耦合系统中极大部分都以相同的相移,其中随机选择少量的耦合以不同的相移,称之为缺陷.当没有缺陷时,整个二维系统呈现出来的是螺旋波斑图结构,当随机改变其中的较少的联接属性(相移)时,就会出现靶波,当缺陷进一步增加时,靶波又会消失,这是个渐变的过程.

随机步长光栅投影干涉图极值特征相位解算

针对传统移相干涉测量中需要多帧干涉图,对测量设备稳定性要求高,相位提取速度较慢的问题,提出了一种基于干涉图特殊极值特征的两帧随机相移干涉图相位解算方法。该方法仅需两帧干涉图,利用高斯高通滤波器对具有随机相移量的两帧干涉图分别进行处理以滤除其背景,再通过干涉图中一定数量的特殊极值特征像素点来确定两帧干涉图之间的相移量,进而根据反正切相移相位提取算法对干涉图的相位进行解算。仿真模拟和实测对比结果表明,该方法可通过两帧随机相移干涉图获取较高精度的测量相位,大大减少了测量系统误差对相位解算结果的影响,对于256×256 pixels的石膏像眼部干涉图,执行时间在0.02 s以内,相位提取速度较快。

LDPC编码的随机极性CP-EBPSK系统

随机极性的连续相位扩展二元相移键控(CP-EBPSK)是一种高频谱效率的调制技术,特殊的冲击滤波器使得门限判决解调成为可能,为了进一步改善其在低信噪比下的误码率性能,引入低密度奇偶校验(LDPC)码作为信道编码。精确的后验概率估计对于译码性能至关重要,但解调方式的特殊性给获取后验概率带来困难。本文引入并分析了贝叶斯方法和支持向量机(SVM)以及两种基于判决门限的后验概率估计法。仿真结果表明,基于SVM和贝叶斯方法较基于判决门限的后验概率估计法更加精确,解调性能可提升8dB-9dB,但在解调之前对需要对码元进行训练,因而复杂度也相对较高;而基于判决门限的后验概率估计法不需要这一过程,因而实现较为简单,性能也可提升7dB以上。所以,在随机极性的CP-EBPSK系统中利用后验概率估计法作为LDPC码译码初始化较为有效。

低成本接收阵列方向图测试系统与方法

采用传统的相控阵测试方法对数字阵列及数字波束合成进行测试,存在系统复杂、设备齐套周期长、问题难解耦等弊端。因此,对于数字阵列及相关算法,需要一种不依赖天线和物理环境,且能够以低成本和高效率,在系统开发中期完成相关性能评估和迭代的方法。给出一种基于阵列信号模拟技术的低成本接收阵列方向图测试系统,并提出了随机虚拟相移技术用于解决测试精度不足的问题。基于简要的理论分析、给出了测试平台构成和测试流程,并通过仿真和实测验证了方法的有效性。

基于多项式拟合背景光的随机两步相移算法

相位提取精度直接影响干涉测量精度,传统的定步长或者等步长相位提取算法必须对测试系统进行相位标定,但常因相位标定不准确而引入相移误差,影响相位提取精度。因此提出一种K阶二维多项式拟合背景光的随机两步相移算法进行相位求解,该算法无需对系统进行相位标定,可以在相移量、背景光、调制度及相位都未知的情况下,利用两帧相移干涉图求解出被测相位。通过对该算法的仿真分析,确定阶数K的取值大于等于2时,可以保证所提算法的相位求解准确度较高。同时,与施密特正交化(GS)两步相移算法的计算精度进行比较来分析算法的鲁棒性。结果表明提出的算法对干涉图中相移量、光照非均匀性及噪声均具有良好的鲁棒性,计算精度明显优于GS算法。

Dynamics of Entanglement of Qutrit-Qutrit States with Stochastic Dephasing

The effect of stochastic dephasing on the dynamics of entanglement of qutrit-qutrit states is investigated by using negativity and bound entanglement defined with realignment criterion, From the analysis, we, find that the time evolution of quantum free entanglement and bound entanglement depends on the fluctuations of the stochastic variables and the parameters of the particular initial states of concern. Our results imply that some qutrits states display both distillability sudden death and entanglement sudden death, while some states do not display distillability sudden death but only entanglement sudden death.

基于最小二乘迭代的多光束相移算法

高阶谐波和随机相移误差是影响干涉测量精度的主要因素。为了同时解决这两问题,提出了基于最小二乘迭代的多光束干涉条纹分析方法。该方法利用傅里叶级数将多光束干涉条纹展开为基波和各阶谐波之和。它只需要5帧随机相移的多光束干涉条纹,即可通过最小二乘迭代准确地求得相移值和相位分布。模拟计算结果表明,当测试面反射系数小于0.6、随机相移误差的均方根小于1时,只需10次迭代运算即可将误差控制在0.005(PV)和0.003(RMS)rad之下,精度比传统的五步算法精度高。实验结果进一步验证了该算法的有效性,并表明该算法比双光束相移算法优越。

基于梯度下降法的二帧相移提取算法

二帧相移提取算法具有所需条纹图数量少、处理速度快的特点,但由于二帧相移技术存在病态性问题,使算法的设计充满了挑战,鉴于此,提出一种二帧随机时域相移条纹图相移提取算法。该算法先通过高通滤波去除条纹图的背景项,再结合振幅方均根的分布规律,利用梯度下降法搜索振幅方均根的最小值,进而提取引入的相移,最后利用二步相移算法获得测量相位。仿真与实验结果表明:与其他经典算法相比,所提算法具有恢复相位误差小,对噪声不敏感等特点,且简单灵活,易于应用。

主元分析相位提取算法的符号确定及误差分析

基于主元分析的随机相移算法在动态干涉测量中有重要的应用。目前现有文献尚不能解决该算法存在的相位符号不确定性以及无法评估提取相位结果的可靠性。为了解决该问题,利用主元分析方法从随机相移干涉条纹中同时取相位分布和相移值,然后分析相位符号、精度与相移值之间的关系,最后利用所求相移值确定相位符号并表征相位的可靠性。数值分析和实验结果验证该方法的有效性。数值模拟结果表明相位符号由相移值曲线斜率的符号决定,相位提取结果的可靠性取决于相移值的随机统计特性。