Author Affiliations
Abstract
1 College of Applied Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
2 Institute of Information Photonics Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
We present a polarization-multiplexing off-axis Mach–Zehnder configuration for dual-wavelength digital holography to achieve phase imaging in one shot. In this configuration, two orthogonal linear-polarized waves with respect to different wavelengths are employed to record respective holograms synchronously, where two recording waves transmit independently through the same optical paths of the interferometer, and by installing two analyzer polarizers each to filter off either of two wavelengths, and filtering through the other, the holograms are acquired, respectively, by a pair of CCDs at the same time. The unwrapped phase image of a grating with groove depth 7.1 μm is retrieved via spatial frequency filtering.
090.1995 Digital holography 090.5694 Real-time holography Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 010008
1 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
2 北京工业大学微纳信息光子技术研究所, 北京 100124
基于复频域光学相干层析成像(CSD-OCT)系统在参考镜虚像位置附近成像分辨率高的特点，采用移位复用复频域光学相干层析成像方法，通过将参考镜虚像位置依次移到样品特定待测深度，获取整个样品感兴趣深度区域的高质量成像。进一步结合横向扫描，对多层堆叠的盖玻片样品进行了移位复用层析成像实验，结果表明，将参考镜虚像位置移到样品内部指定探测位置附近进行去镜像层析成像，可以获得该区域更加清晰的层析成像结果。该方法可以获得更深的有效探测深度，灵活地实现样品指定深度的有效成像探测，也充分利用了光学相干层析成像系统的带宽。
医用光学 光学相干层析成像 频域光学相干层析成像 去镜像 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 061701
1 北京工业大学 a.应用数理学院
2 b. 微纳信息光子技术研究所，北京 100124
在光全息实验中，需要使用自动化程序控制方案对运动平台等仪器进行控制。传统控制是借助以 PC为核心的仪器控制系统完成的，但是基于 PC的控制系统构成较复杂、成本较高，不具有小型化、便携仪器特点。本文设计并实现了具有基于 ARM嵌入式系统的光学仪器控制系统，系统通过标准化接口与仪器实现通信，使用可视化界面与用户进行交互，并使用印刷线路板技术将系统集成在一起。该系统可实现对快门、运动平台、功率计等光全息实验中需要使用的仪器设备的控制，并具有可视化的控制和显示界面。
彩虹全息 光学仪器 嵌入式系统 rainbow hologram optical instruments embedded system ARM ARM
1 北京工业大学 微纳信息光子技术研究所, 北京 100124
2 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
光热折变体光栅是在光敏玻璃材料中利用光热折变效应记录的折射率型体全息光栅，具有波长和角度选择性好、衍射效率高、热稳定性好和抗损伤阈值高等特点，在激光器技术领域中具有独特的优势。在自行制备的光敏玻璃材料中，用325 nm波长的紫外光曝光记录透射型体全息光栅，基于变波长读出的原理设计实验，对热显影后的光热折变体光栅在532 nm波长的激光照射下的衍射读出特性以及其在恒定光功率密度的激光照射下的稳定性进行了实验研究。研究结果表明，热显影后的光热折变体光栅在激光辐照下具有光致饱和效应。根据实验结果定量计算出了光热折变体光栅的选择角和描述光致饱和效应的特征时间常数。
光栅 体全息光栅 光敏玻璃 光热折变效应 稳定性 光致饱和效应
1 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
2 北京工业大学微纳信息光子技术研究所, 北京 100124
使用两个不同的波长分别记录数字全息图，分别由数值再现得到每个波长对应的包裹相位图，再求得两者的相位差得到等效波长的相位图，通过此双波长相位解包裹方法得到连续的相位分布以消除相位包裹。通过数值模拟研究了双波长相位解包裹方法，搭建了双波长数字全息实验系统，并利用660 nm和671 nm两个波长的激光对标准石英平片和平凹透镜进行了相衬成像。通过双波长相位解包裹方法得到了连续的相位分布，实验结果与数值模拟结果具有较好的一致性，证明了双波长相位解包裹方法的有效性。
全息 双波长数字全息 相位解包裹 数值再现 光学学报
2012, 32(10): 1009001
1 北京工业大学微纳信息光子技术研究所, 北京 100124
2 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
由一束球面波和一束平面波或者两束球面波干涉所形成的体全息光栅，由于其光栅矢量在全息图体积内是随位置的变化而变化的，所以被称为非周期型的体光栅。主要研究了用于体全息三维成像系统的非周期体光栅的深度选择特性。根据叠加的原理，将非周期体光栅看作多个固定周期的基元体光栅的叠加, 结合耦合波理论分析非周期体光栅的衍射特性。采用这一方法，利用Matlab软件模拟，研究了两束记录光夹角对所记录的非周期体光栅深度选择性的影响和在两束记录光夹角相同时，球面参考光体全息成像系统及平面参考光体全息成像系统深度选择性的差别，最后在光折变晶体材料中进行非周期型和周期型体光栅的记录和再现, 对模拟结果进行了实验验证。
光栅 全息体光栅 体全息成像 衍射效率 深度选择性
1 北京工业大学应用数理学院， 北京 100124
2 北京工业大学微纳信息光子技术研究所， 北京 100124
提出了利用双波长数字全息实现对微光学元件刻划凹槽的三维成像。由两个不同波长的激光记录所得到的两幅数字全息图分别通过数值再现得到其对应波长的包裹相位图，再通过双波长解包裹得到等效波长的相位图，由该相位图重构出被测物体的三维形貌。通过数值模拟验证了双波长数字全息方法的可行性，并通过搭建双波长数字全息实验系统，利用632.8 nm和671 nm两个波长的激光对微光学元件刻划凹槽进行了三维成像，得到的刻划凹槽平均深度为7.1 μm，其结果与表面轮廓测量仪获得的三维形貌和凹槽深度都具有较好的一致性，证明了双波长数字全息三维成像结果的有效性。
全息术 双波长数字全息 相衬成像 三维成像 中国激光
2011, 38(s1): s109005
1 北京工业大学应用数理学院， 北京 100124
2 北京工业大学微纳信息光子技术研究所， 北京 100124
研究基于不同光源照射的体全息光栅成像系统的成像特性。采用波长532 nm的相干光，在2 mm厚的掺铁铜铌酸锂晶体中记录体全息光栅，作为成像系统中的体全息透镜。研究比较成像系统在波长为532 nm和640 nm的相干光照射下衍射读出的成像特性，结果表明，不同波长光照射成像时，体全息成像系统深度分辨率不同，红光读出时具有更灵敏的轴向选择性。实验研究对比了单色光源与宽频光源成像特性，结果表明，当采用宽频光源读出时将得到更多的关于成像物体的横向信息。
全息术 体全息光栅 布拉格选择性 宽频光源 中国激光
2011, 38(s1): s109004
1 北京工业大学应用数理学院， 北京 100124
2 河北建筑工程学院数理系， 河北 张家口 075024
研究了90°临面入射体全息成像系统的三维成像特性。体全息光栅由球面信号光波和平面参考光波干涉记录，并以原信号光作为探测光波进行成像。当探测点光源的位置发生变化时，由于体全息光栅的布拉格选择性，可引起衍射成像光场的显著变化。利用衍射理论计算体全息成像系统的点扩展函数，评价成像系统的纵度和深度分辨率特性。结果表明，探测点光源的位置沿着z轴移动时，衍射光场变化明显。
全息 体全息成像系统 临面入射 点扩展函数 深度分辨率 激光与光电子学进展
2011, 48(5): 050901
体全息透镜依据体光栅的布拉格选择性，能够对物体的三维信息进行逐层恢复。利用点扩展函数对体全息成像系统的深度分辨率进行分析。分别用球面参考光和平面参考光记录两种典型的体全息光栅，并把它们分别作为体全息透镜安置于成像系统中。通过改变探测光源的位置来对体全息透镜，纵向与横向分辨率进行研究，并且对于透镜参数对分辨率的影响也进行了讨论。实验结果表明，半径较大的体全息透镜具有较好的深度分辨率，成像效果较为清晰。球面参考光体全息透镜对于微观物体成像的分辨率特性要优于平面参考光体全息透镜，更适用于微观成像系统。
全息术 体全息透镜 点扩展函数 布拉格选择性
