菲涅耳非相干相关全息相移技术 被引量：2

1

作者 臧瑞环 汤明玉 +4 位作者 段智勇 马凤英 杜艳丽 刘晓旻 弓巧侠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期267-274,共8页

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography,FINCH)属于同轴全息系统,需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析,根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式,模拟仿... 菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography,FINCH)属于同轴全息系统,需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析,根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式,模拟仿真了相移步数n对FINCH系统成像质量的影响,并搭建了非相干光反射式数字全息记录系统,对模拟结果进行了实验验证。模拟仿真及实验结果表明:通过增加相移步数不能显著提高再现像质量;二步相移能够提高记录速度,通过去除原始图像和小波分解的方法可以抑制零级像,提高再现像质量;通过对三步相移每个相移全息图拍摄多次求平均值后得到的再现像与拍摄一次得到的再现像对比发现,随着拍摄次数的增加,得到的再现像质量越来越好,背景噪声大大减弱,再现像强度越来越大,为FINCH系统再现像质量的改善提供了新的思路和新的实验基础。 展开更多

关键词 全息术 菲涅耳非相干相关全息术 相移技术 小波分解

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菲涅耳非相干相关数字全息研究进展 被引量：1

2

作者 门高夫 Pascal Picart +2 位作者 王华英 江夏男 楼宇丽 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期199-207,共9页

非相干数字全息术是当前国际前沿重要研究领域之一。传统全息术由于采用相干光源照明会在全息图记录过程中引入大量散斑噪声和寄生干涉,且对设备和记录条件要求很高,极大地限制了其应用范围。采用非相干光源照明的非相干全息术则可完全... 非相干数字全息术是当前国际前沿重要研究领域之一。传统全息术由于采用相干光源照明会在全息图记录过程中引入大量散斑噪声和寄生干涉,且对设备和记录条件要求很高,极大地限制了其应用范围。采用非相干光源照明的非相干全息术则可完全避免这些问题。菲涅耳非相干相关全息术是非相干全息术中最重要的类型之一。本文简要说明了菲涅耳非相干全息术的原理与特点,重点分析了该技术在抑制直流项和共轭像干扰、提高成像分辨率、改善再现像质量及相关应用等方面的研究进展。 展开更多

关键词 全息 数字全息 非相干全息 菲涅耳非相干全息

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针对微尺寸X射线源的非相干全息层析成像

3

作者 陈纪辉 王峰 +4 位作者 理玉龙 张兴 姚科 关赞洋 刘祥明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期181-187,共7页

现阶段在惯性约束聚变实验中,无论是对黑腔等离子体或是内爆靶丸区域的单次成像诊断都无法分辨深度方向上的辐射强度信息,即探测器获取的图像均是沿探测方向上的强度积分.本文介绍了一种利用非相干全息技术对微尺寸X射线源的层析成像方... 现阶段在惯性约束聚变实验中,无论是对黑腔等离子体或是内爆靶丸区域的单次成像诊断都无法分辨深度方向上的辐射强度信息,即探测器获取的图像均是沿探测方向上的强度积分.本文介绍了一种利用非相干全息技术对微尺寸X射线源的层析成像方式.所述的非相干全息成像技术具有将光源的三维空间信息编码并压缩至二维全息图的成像机制,再结合基于压缩感知的全息图重建算法,能够从二维全息图中恢复出沿探测方向不同物距上光强的二维分布情况.为了验证该成像方案的可行性,本文模拟了轴向长度为16 mm的光源非相干全息成像过程,并通过压缩感知算法重建模拟生成的非相干全息图,得到间距为4 mm的层析光强分布结果. 展开更多

关键词 等离子体诊断 非相干全息 菲涅耳波带片 压缩感知

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基于非相干数字全息的多光谱成像技术 被引量：1

4

作者 朱五凤 石侠 +2 位作者 郭茂田 梁二军 马凤英 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期58-62,共5页

结合菲涅耳非相干数字全息和光谱成像技术的优点,提出能同时获得物体三维空间信息和光谱信息的四维成像系统,即在非相干数字全息系统中引入可调滤波器.在非相干光源照明下,记录三维物体在不同记录波长下的全息图,经数值处理获得物体不... 结合菲涅耳非相干数字全息和光谱成像技术的优点,提出能同时获得物体三维空间信息和光谱信息的四维成像系统,即在非相干数字全息系统中引入可调滤波器.在非相干光源照明下,记录三维物体在不同记录波长下的全息图,经数值处理获得物体不同波长的再现像.从波动光学的角度分析了该系统的点扩散函数,给出了再现距离与记录波长之间的关系.采用该系统对分辨率板单通道成像实验和多光谱成像实验进行了验证. 展开更多

关键词 数字全息 菲涅耳非相干相关全息 光谱成像技术

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部分相干月牙形光束在非Kolmogorov谱中的漂移 被引量：6

5

作者 周正兰 袁扬胜 +2 位作者 束杰 徐翔 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期579-584,共6页

为了探究部分相干月牙形光束在非Kolmogorov谱中漂移的演化规律,采用拓展Huygens-Fresnel原理,得到了相应的解析表达式,并运用MATLAB进行了数值模拟.结果表明,在非Kolmogorov谱中,部分相干月牙形光束的漂移分别随着各向异性参量的增大... 为了探究部分相干月牙形光束在非Kolmogorov谱中漂移的演化规律,采用拓展Huygens-Fresnel原理,得到了相应的解析表达式,并运用MATLAB进行了数值模拟.结果表明,在非Kolmogorov谱中,部分相干月牙形光束的漂移分别随着各向异性参量的增大、湍流内尺度的增大、湍流外尺度的减小、结构常数的减小而降低;与各向同性湍流相比,各向异性湍流对漂移的影响较小;月牙形光束的最大光强位置的离轴距离分别随着波长、光束阶数的增大而增大,随着相干长度的增大而减小.月牙形光束由于最大光强位置的离轴特性,有利于绕过障碍物传输,所得结论对实际光通信有一定参考价值. 展开更多

关键词 大气光学 部分相干月牙形光束 惠更斯-菲涅耳原理 非Kolmogorov谱 大气湍流 漂移

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部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱中的模态强度 被引量：3

6

作者 高金全 周正兰 +2 位作者 徐华锋 吴彬 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期522-529,共8页

为了探究部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱中模态强度的演化规律,基于广义的Huygens-Fresnel原理和Rytov近似理论,推导了部分相干Airy涡旋光束的轨道角动量模态概率的解析式。结合MATLAB的数值模拟,研究了部分相干Airy涡旋光束在非... 为了探究部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱中模态强度的演化规律,基于广义的Huygens-Fresnel原理和Rytov近似理论,推导了部分相干Airy涡旋光束的轨道角动量模态概率的解析式。结合MATLAB的数值模拟,研究了部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱湍流大气中传输时湍流参量和波束参量与涡旋模态强度的关系,对部分相干Airy涡旋光束的相干宽度在传输过程中对模态强度的影响进行了理论分析。结果表明,选取拓扑荷数较小、主亮环半径较大、波长较长的部分相干Airy涡旋光束能有效减缓湍流效应的影响,减小强湍流中模态间的串扰;较大的湍流谱幂指数和较小的探测器孔径直径能提高部分相干Airy涡旋光束的模态强度;与完全相干涡旋光束相比,部分相干涡旋光束具有较强的湍流阻力,在大气湍流中能有更好的传输性能,相干性较差会导致螺旋谱分布弥散。这些结果对自由空间光通信的研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大气光学 非Kolmogorov谱 惠更斯-菲涅耳原理 部分相干Airy涡旋光束 误比特率

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菲涅耳衍射区和夫琅和费衍射区的动态部分相干光散斑场特性 被引量：3

7

作者 滕树云 程传福 +2 位作者 刘曼 刘立人 徐至展 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期316-323,共8页

研究了菲涅耳衍射区和夫琅和费衍射区动态部分相干光散斑的特性 .利用部分相干光互强度传播的理论 ,得出了在部分相干光照明时 ,由运动散射体产生的动态散斑光强时空交叉的自相关函数的一般形式 ,并由此得出了散斑沸腾和平移的一般规律 ... 研究了菲涅耳衍射区和夫琅和费衍射区动态部分相干光散斑的特性 .利用部分相干光互强度传播的理论 ,得出了在部分相干光照明时 ,由运动散射体产生的动态散斑光强时空交叉的自相关函数的一般形式 ,并由此得出了散斑沸腾和平移的一般规律 .通过适当选择光源和调整光路参数 ,在实验上得到了菲涅耳和夫琅和费衍射区的部分相干光散斑 ,对夫琅和费面上的动态部分相干光散斑的平移和沸腾现象进行了定性研究 ;采用光子计数及数据自动采集的方法 ,对部分相干光散斑随时间的演化及动态部分相干光散斑的沸腾进行了定量测量 .这些实验结果与理论结果相符合 . 展开更多

关键词 菲涅耳衍射区 夫琅和费衍射区 散斑场 部分相干光动态散斑 时空交叉相关函数 沸腾

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双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离 被引量：2

8

作者 汤明玥 李宾中 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期581-584,共4页

为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量β... 为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量β、离心参量δ)对湍流距离的影响进行了理论分析。结果表明,zt随α的增大而先减小后增大,且在α=3.11处存在zt极小值;zt随l0和δ的增大而增大,随L0(仅当3.6<α<4时)和β的增大而减小。这一结果对双曲余弦高斯光束在实际湍流中传输的相关应用是有帮助的。 展开更多

关键词 大气光学 湍流距离 广义惠更斯-菲涅耳原理 部分相干双曲余弦高斯光束 非Kolmogorov湍流 广义指数

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非相干同轴数字全息望远系统的研究 被引量：1

9

作者 杨旭锋 张文斌 +6 位作者 谢一琳 张敏敏 涂标 杨学凯 马凤英 弓巧侠 杜艳丽 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第12期136-141,共6页

基于菲涅耳非相干相关全息光路的望远系统,可以在较远距离下,得到目标物体的数字全息图。基于菲涅耳衍射理论,计算了成像过程的点扩展函数(PSF),理论上分析了菲涅耳非相干数字全息望远系统的成像原理、系统的横向放大率以及再现过程中... 基于菲涅耳非相干相关全息光路的望远系统,可以在较远距离下,得到目标物体的数字全息图。基于菲涅耳衍射理论,计算了成像过程的点扩展函数(PSF),理论上分析了菲涅耳非相干数字全息望远系统的成像原理、系统的横向放大率以及再现过程中的重建距离;搭建了基于菲涅耳非相干相关同轴光路的数字全息望远系统,在白光照明的条件下,利用探测器(CCD)记录物体的全息图,使用相移法消除了同轴光路下的零级像和共轭像,通过角谱算法得到清晰的重建像。孔径光阑的引入,解决了照明不均匀的问题,提高了成像质量。从实验上验证了系统的分辨率、景深以及三维成像特性。结果表明,当望远系统角放大率为2.0倍、望远距离为900mm时,分辨率可达到16.00lp/mm。 展开更多

关键词 全息 非相干同轴数字全息 望远系统 菲涅耳非相干相关全息

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湍流对相干合成与非相干合成远场光束质量的影响 被引量：8

10

作者 周朴 刘泽金 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1042-1046,共5页

根据广义惠更斯-菲涅耳原理,对相干合成和非相干合成光束在湍流大气中的传输进行数值计算,并引入光束传输因子(BPF)用于评价合成光束的光束质量,对湍流大气对相干合成与非相干合成远场光束质量的影响进行定量分析。研究结果表明,在自由... 根据广义惠更斯-菲涅耳原理,对相干合成和非相干合成光束在湍流大气中的传输进行数值计算,并引入光束传输因子(BPF)用于评价合成光束的光束质量,对湍流大气对相干合成与非相干合成远场光束质量的影响进行定量分析。研究结果表明,在自由空间及强度较弱的湍流大气中传输时,相干合成光束在远场呈现多旁瓣的非高斯分布特征,与非相干合成光束相比具有峰值强度高的优势。但是随着湍流强度的增大,相干合成光束之间的相干性被破坏,相干合成光束的远场光强分布逐渐演化成与非相干合成的情形一致。定量计算结果表明,对于不同波长、不同数目的激光阵列,在较强的湍流大气中传输时,相干合成的光束质量与非相干合成光束质量相比均不占优势。计算模型和结果为工程实际中合成方案的选择和评估提供了参考。 展开更多

关键词 大气光学 大气湍流 相干合成 非相干合成 广义惠更斯-菲涅耳原理 光束质量

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基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究 被引量：4

11

作者 汪菲 唐霞辉 +3 位作者 钟理京 许成文 胡千 姚巍 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期282-288,共7页

为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,... 为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,研制了光场分布均匀的半导体激光陶瓷焊接系统。结果表明,所设计半导体激光器偏振合束输出功率为384W,合束效率达到96.62%,经波长合束后输出功率可以超过800W,聚焦系统输出光斑均匀度为93.85%。该系统可以成功应用于不同场合的陶瓷焊接生产中,满足2mm厚度Al_2O_3陶瓷激光焊接要求。 展开更多

关键词 激光技术 陶瓷激光焊接 半导体激光器 非相干合束 菲涅耳透镜聚焦

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不同类型合成光束在湍流大气中的传输效率 被引量：7

12

作者 周朴 马阎星 +3 位作者 王小林 马浩统 许晓军 刘泽金 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期733-738,共6页

根据广义惠根斯-菲涅耳原理,分析了单模光束相干合成、单模光束非相干合成、多模光束相干合成和多模光束非相干合成等4种类型的合成光束阵列在实际湍流大气中的传输特性,计算了传输效率与有效作用距离。结果表明,多模光束阵列相干合成... 根据广义惠根斯-菲涅耳原理,分析了单模光束相干合成、单模光束非相干合成、多模光束相干合成和多模光束非相干合成等4种类型的合成光束阵列在实际湍流大气中的传输特性,计算了传输效率与有效作用距离。结果表明,多模光束阵列相干合成与非相干合成的传输效率与有效作用范围区别不大,单模激光阵列的传输效率优于多模激光阵列。相干合成单模激光阵列的传输效率较非相干合成情形的优势随湍流强度的增大而降低,在湍流强度较强时,相干合成已经没有优势。在相干合成的基础上具备倾斜像差校正能力的自适应锁相单模光纤激光阵列是构建100 kW战术激光单元的最佳方式。 展开更多

关键词 大气光学 相干合成 非相干合成 广义惠根斯-菲涅耳原理 大气湍流 光束质量

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