Vibration parameter measurement using the temporal digital hologram sequence and windowed Fourier transform

Real time digital recording and numerical reconstruction of a temporal digital hologram sequence have become feasible in recent years.They provide a new measurement method which enjoys the valuable advantages of being full-field,noncontact and high precision.In this paper,a combined method of temporal digital hologram sequence and windowed Fourier transform is proposed to measure the kinematic parameters of random vibration.A series of holograms are recorded by CCD camera and the original phase can be reconstructed by Fresnel reconstruction algorithm.The three-dimensional windowed Fourier transform is used to filter noise in phase and extract the instantaneous kinematic parameters of the specimen,such as the displacement,velocity and acceleration.An experiment is conducted on a chloroprene rubber latex membrane.Results demonstrate that the proposed method determines the vibration parameters precisely and enjoys many merits.

Fraunhofer全息图与Fourier变换全息图的类别

对Fraunhofer全息图与Fourier变换全息图进行理论分析与实验研究，从三个方面论证Fraunhofer全息图与Fourier变换全息图是两种不同类型的全息图．

双通道无透镜Fourier变换计算机全息图

介绍一种制作双通道无透镜Ｆｏｕｒｉｅｒ变换计算机全息图的新方法，用这种方法不仅可以把两个物图象重叠记录在同一张全息图上，而且再现时可省去一个Ｆｏｕｒｉｅｒ变换透镜，制作时不需要增加绘图仪的单元数目和尺寸，方法简便。

基于相位计算全息的完美涡旋光产生和调控方法

空间光调制器模拟锥透镜法是目前最为广泛使用的产生完美涡旋光的方法,但是该方法无法调控光束环宽,为了解决这个问题,提出了使用傅里叶空间相位计算全息法产生、调控完美涡旋光。通过理论分析和实验测量证明,改变编码相位可以实时调控完美涡旋光的光环半径、环宽和拓扑荷数。该方法光路简单,产生的光束质量高,且光路只需进行一次调整,操作简便。另外,该方法还具有通用性强的优点,可用于产生各类变形完美涡旋光。实验产生了不同参数的椭圆形完美涡旋光,实验测量结果与理论结果吻合得很好。因此,傅里叶空间相位计算全息法是一种简便、通用、实用性更强的完美涡旋光产生、调控方法。

基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究

应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟。与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像。

用Matlab软件和LCD实现数字全息图的制作和再现

应用Matlab语言和液晶空间光调制器(LCD)实现了计算机全息图的快速制作,并对绘制出的傅里叶型计算机全息图进行了计算机模拟再现.结合博奇型和罗曼型不同的编码方法,讨论了应用Matlab语言制作计算机全息图的原理、方法和步骤,并分析了LCD器件的作用和局限.实验证明,这一方法与用传统语言编程和绘图的方法相比,可以减少3/4的计算量,输入一幅图像在电脑上运行,数秒钟后便可画出编码图和再现像.

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。

基于自聚焦透镜的光纤数字全息系统实验研究

在光纤数字全息光路中引入自聚焦透镜,利用其特有的成像特性,作为物光波的中继传输器件,构成一套紧凑型光纤数字无透镜傅里叶变换全息记录系统,以实现对微小物体的全息记录与数值再现.研究结果表明,结合自聚焦透镜和光纤数字全息术的特点,不仅可使光学测试系统紧凑、微型化,而且还可以对一些特殊环境、光线难以直接到达的隐藏区域或封闭系统内部进行测量.

可编程菲涅耳相位透镜应用于多平面全息投影

研究了基于菲涅耳相位透镜实现多平面全息投影的方法,采用硅基液晶相位调制器建立了多平面全息投影系统.首先,利用可编程菲涅耳相位透镜代替傅里叶透镜,将计算机生成的相位全息图与菲涅耳透镜的相位结合;其次,基于时分复用和空分复用原理提出了加载菲涅耳相位透镜与相位全息图到相位空间光调制器上的两种方法;最后,讨论了在多平面全息投影中每个单一平面实现旋转物体动态360°视角显示的方法.实验结果表明:在距离硅基液晶分别为500、800、1 100和1 400mm处的四个重构平面可以获得全息投影图像;通过动态地改变菲涅耳相位透镜的焦距,可以实现多平面全息投影.

分数傅里叶全息图的快速算法及数字重现

论文通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,提出了一种基于快速傅里叶变换的分数傅里叶变换的数值模拟算法,并研究了基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成及数字重现。

不对称分数傅里叶变换计算全息

提出了不对称分数傅里叶变换计算全息,并给出了相应算法。将输入图像信息分别经过x,y不同方向实施不同级次的分数傅里叶变换,采用迂回位相法对其分数域谱编码,绘出计算全息图。再现时需用两个特定的柱面透镜才能再现出所记录的图像信息,利用其再现方式的特殊性可制成一种安全认证系统,计算机上模拟演示结果表明,利用该方法进行安全认证,在防伪力度提高的同时,实际应用也更为方便,具有很高的安全性。

三维点云物体频谱获取方法

为了简化三维物体计算全息数据和加快计算时间,提出了一种三维点云物体频谱获取方法.在分析频谱获取方法模型的基础上,由不同视角的投影图像(视图)与对应的平面波因子相乘积分的方法得到了三维点云物体频谱;介绍了视图获取算法,使用Matlab并行计算得到了一个三维‘鸟’的视图序列;根据实际物体频谱分布情况,采用高阶高斯概率分布减少视图获取数量;通过视图序列得到三维物体的频谱,采用傅里叶逆变换得到物空间内一个平面的复振幅分布,将其衍射一段距离,编码为菲涅尔全息,并进行了模拟再现和实验验证.模拟再现和实验结果表明:只需要原总视图的17.75%可以获得高质量的再现效果,验证了频谱获取方法的可行性及视图获取简化模型的正确性.所获取的三维物体频谱可以通过一定方式编码成多种全息进行三维显示,拓宽了该频谱获取方法的应用范围.

幻方变换加密数字全息图

幻方变换加密数字图像,在某些迭代次数时会泄露原图像的信息.因此,一种改进的方法是将其与其它加密技术结合在一起,如用幻方变换加密数字全息图像.该方法先用信息光学原理将原图生成傅立叶数字全息图,再经幻方变换得到加密图像.在MATLAB上的实验结果表明,幻方变换全息图方法,生成一些类似数字全息图的图像,生成的图像彻底隐去原图的信息.相比单纯使用幻方变换的加密方法,新方法有双重因素控制,有更高的安全性.

分数傅里叶变换合成计算全息与数字重现

传统的计算全息图大多采用菲涅耳衍射积分得到,但菲涅耳衍射积分在描述整个衍射光场中,没有一个统一的采样方法对积分进行数值计算,从而给计算带来不便。为了更好地研究计算全息图问题,文章引入了分数傅里叶变换,通过利用分数傅里叶变换的一种快速数值模拟算法,提出了一种基于分数傅里叶变换的合成空间三维物体全息图的新方法,并用计算机模拟了合成的全息图及其数字重构的结果。实验结果表明:由于分数阶的引入,得到一种处理光场衍射问题的统一算法,因此用分数傅里叶变换来处理光场衍射问题是十分理想的。

分数傅里叶变换在图像加密中的应用

基于光全息的基本概念和原理,介绍了一种任意阶傅里叶变换在光学实现的透镜模式的分数傅里叶变换数值算法,并将此算法运用到计算全息图中,给出了制作分数傅里叶变换计算全息图的过程。同时在Matlab平台上,利用计算机模拟记录和重现了全息图,通过对模拟结果的分析,表明利用分数傅里叶变换计算全息图对数字图像进行加密是可行的。

二次曝光分数傅里叶变换全息图

提出了二次曝光分数傅里叶变换全息图 ,分析了它的性质 ,制作了二次曝光分数傅里叶变换全息图 。

光刻胶傅里叶全息图的记录条件对重构图像信噪比的影响

用光刻胶对具有不同空间频率的黑白二值条纹图像按各种不同条件记录了一系列傅里叶变换全息图 ,并用常规CCD摄像系统检测了重构图像的信息噪比 ,给出了信噪比与离焦量、参 -物光比和曝光量的关系曲线。实验结果表明 ,对给定的实验系统及记录介质存在一定的最佳离焦量和曝光量 ,对于不同空间频率的黑白二值条纹图像需要采用不同参 -物光比以获得最佳的信噪比。选择适当的记录条件可以对含有多种空间频率条纹的二值图像获得较好的重构效果。

X射线激光全息的可见光再现

Ｘ射线激光全息是Ｘ射线激光一个非常重要的应用。本文模拟了Ｇａｂｏｒ全息的记录和再现过程，分析了Ｇａｂｏｒ全息和无透镜傅立叶变换全息用可见光再现过程中再现象的放大率、象差等对再现象的影响，提出了减小象差和获得高分辨再现象的方法，认为无透镜傅立叶变换全息是当前Ｘ射线激光全息的重要记录方式。

基于迭代傅里叶变换的3维全息图计算新方法

为了进行3维物体全息图的快速运算,在迭代傅里叶变换算法基础上,通过分析透镜的傅里叶变换性质,采用编码球面相位因子的方法,将全息图平行光再现等效为点光源再现。将球面相位因子加入到迭代运算中,获得了具有深度特征的3维物体全息图;同时利用球面相位因子查表运算法简化了相位因子的计算,提高了算法的迭代速度,并基于空间光调制器进行了3维物体的再现实验。结果表明,该算法具有良好的收敛特性,计算的全息图能够在不同距离的像面实现对应层面的物场再现,具有3维的视觉效果。

无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的数值再现分析

在理论分析无透镜傅里叶变换全息图记录的基础上,结合CCD的结构特点,用傅里叶频谱方法具体研究了无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的再现问题.指出在无透镜傅里叶变换全息术中,对有限尺寸物体而言,在记录过程不满足申农(Shannon)采样定理的条件下,仍能完整再现出物体的像.同时对再现像的变化特点进行了理论说明.所得的实验结果与理论分析一致.