随空间入射角的连续变化,格兰-付科棱镜的光强透射比曲线会产生较大的波动.为了抑制这种波动,利用偏振光实验系统对格兰-付科棱镜的光强透射比进行了实验,并在假设棱镜空气隙间存在多光束干涉的条件下,对棱镜的光强透射比实验的过程进行了数值模拟.模拟结果和实验结果吻合的非常好.首次相对定量地给出了格兰-付科棱镜的光强透射比曲线随入射角变化而波动的根本原因.并提出了两种抑制格兰-付科棱镜光强透射比曲线波动的方法.结果表明,产生波动的原因是由于棱镜在充当检偏器的过程中,随着步进电机的转动,光束在空气隙上的入射角不断变化,引起空气隙间干涉光束光程差的变化,进而影响多光束干涉加强或减弱而产生的.曲线上的波动较大的原因来自于格兰-付科棱镜的透射光束在切割面上是入射面的s分量,其光强反射比较大的缘故.这一结果对研究具有光强透射比曲线波动抑制功能的格兰-付科棱镜是有帮助的.

为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统.该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度.基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息.采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响.结果表明,采用像素尺寸为4.65 μm×4.65 μm的高分辨率相机,焦距为8 mm的成像镜头,设置剪切量为25 mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1 mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图.该方法可以在25 frame/s 的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30 μm.

针对传统数字散斑干涉难以实现简便快速的动态测量的问题, 本文提出一种基于偏转角的空间载波相位检测技术。该方法根据散斑干涉测量中反射镜的偏转实现空间载波, 物光与偏转参考光干涉形成干涉光场, 记录了载波信息。干涉光照射到CCD 靶面, 采用CCD 阵列上相邻三个像素计算得到光干涉场的相位信息, 从而通过单幅散斑干涉图像解算光干涉场的相位信息。实验结果表明, 与传统的相位检测技术相比节省了测量和计算时间, 简化了测量系统结构, 算法相对简单, 达到快速相位检测的目的。

光瞳滤波器是一种重要的调控焦点处光强分布的器件。借助光的标量衍射理论，研究了不同的入射光场分布对超分辨光瞳滤波器的超分辨性能和焦深的影响。研究结果表明：在入射总光能相同的情况下，光场以高斯函数分布入射时，与均匀光入射相比，其超分辨性能和焦深扩展特性变化很小。当光场以零阶贝塞尔函数分布入射时，光斑压缩比基本不变，斯特雷尔比有所下降，焦深有一定扩展。当光场以一阶贝塞尔函数分布入射时，光斑压缩比有所减小，斯特雷尔比有较大提高，焦深有所减小。总之，在相同情况下，光束的光强分布越靠近边缘，越有利于实现超分辨，斯特雷尔比和焦深两个量中其中一个的增大以另一个的减小为代价。

焦点区域的光强分布对许多光学系统的性能起到非常重要的作用。利用分区衍射光学元件和分区双半波片的组合作为光瞳滤波器，同时对径向偏振光束的相位和偏振方向进行分区调节，使其变为不同的分区柱矢量偏振光束，这样可以实现对聚焦光强分布的有效调控。利用Matlab数值模拟，设置不同的设计参数可以使焦平面上获得不同的光强分布。利用本方法，在焦平面上除了可以得到现有文献中报道的环形光强分布、平顶光斑光强分布外，还得到了一种平顶模式的环形光强分布。该研究结果在粒子的操控与捕获、激光微加工等许多领域有着潜在的应用价值。

为了解决在数字散斑干涉技术测量时, 散斑干涉相位条纹图像中大量噪声对相位解包裹结果和精度产生严重影响的问题, 介绍了一种条纹正余弦分解和频域低通滤波结合的方法, 实现了散斑干涉相位条纹图的高精度滤波。该方法的基本思路是在对相位图像进行滤波处理前, 先将相位图通过正余弦函数进行映射转换成两幅图, 分别经过频域滤波, 然后再合成为相位图。这种分解频域滤波方法可以在滤波的同时, 有效保留相位跳变信息。实验结果表明: 与传统的图像降噪方法相比, 该方法能够在保留图像“尖峰”信息的基础上, 较好地滤除图像中的散斑噪声, 方法简单有效, 有效解决了传统滤波方法应用在相位条纹图中, 相图灰度信息丢失10%~40%的问题。

针对SAR图像边缘检测中, 传统算法很难同时兼顾噪声抑制和对边缘完整准确定位的缺点, 利用多尺度 Wedgelet变换能够有效检测线目标的特点, 提出了一种新的Wedgelet变换的代价函数, 增强了其抑噪能力, 同时选 择了适当的分解尺度, 在没有降低逼近图像质量的情况下提高了变换速度.基于此变换, 对SAR图像进行自适应的 边缘检测.实验结果表明该方法有效克服了斑点噪声的影响, 对SAR图像的边缘检测是可行、有效的.