Author Affiliations
Abstract
1 Department of Instrument and Science in Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Ngee Ann Polytechnic, Singapore 599489, Singapore
Aperture synthesis is an important approach to improve the lateral resolution of digital holography (DH) techniques. The limitation of the accuracy of registration positions between sub-holograms affects the quality of the synthesized image and even causes the failure of aperture synthesis. It is a major issue in aperture synthesis of DH. Currently intensity images are utilized to find the registration positions of sub-holograms in aperture synthesis. To improve the accuracy of registration positions, we proposed a method based on similarity calculations of the phase images between sub-holograms instead of intensity images. Furthermore, a quantitative indicator, degree of image distortion, was applied to evaluate the synthetic results. Experiments are performed and the results verify that the proposed phase-image-based method is better than the state-of-the-art intensity-image-based techniques in the estimation of registration positions and provides a better synthesized final three-dimensional shape image.
digital holography synthetic aperture registration position phase image Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 070501
1 上海大学 机电工程与自动化学院, 上海 200072
2 南洋理工大学 机械与航空学院, 新加坡 639798
在确保较高分辩率的前提下, 提出了一种相位拼接技术以解决数字全息技术中扩大测量面积的瓶颈问题.在全息数字图记录过程中, 确保相邻子孔径间具有重叠区域; 拼接中采用相关算法确定重叠区域, 并利用再现像重叠区域具有相同信息的特点使用最小二乘方法消除由于孔径的移动所产生的倾斜误差; 相关计算和最小二乘反复迭代把相邻再现像精确统一到一个坐标系下, 从而实现测量面积的扩展.以平面物体的测量为例建立了数字全息相位拼接技术的理论模型, 完成了对相位物体的2×2拼接模拟, 并在对标准相位板2×2的拼接实验中获得了较好的拼接效果.
全息技术 相位拼接 平面轮廓 Holography Phase stitching Plane profile
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
对紫外激光诱导近化学计量比钽酸锂晶体铁电畴反转进行了实验研究。波长为351 nm的连续紫外激光被聚焦在近化学计量比钽酸锂晶体的-z表面,同时沿与晶体自发极化相反的方向施加均匀外电场。实验证实紫外激光辐照可以有效地降低晶体畴反转所需的矫顽电场,采用数字全息干涉测量技术检测证实在激光辐照区域实现局域畴反转。研究表明采用紫外激光诱导可以实现对近化学计量比钽酸锂晶体铁电畴反转的局域控制。提出了物理机理的理论分析,认为外电场和激光辐照场的共同作用在晶体内部产生高浓度、大尺寸的缺陷结构,缺陷一定程度上降低畴体成核和畴壁运动所需要克服的退极化能和畴壁能,实现激光诱导畴反转。
铁电体 畴反转 紫外激光诱导 近化学计量比钽酸锂 数字全息干涉测量 矫顽电场
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学研究室，上海 201800
基于Kogelnik的耦合波理论，研究了在色散效应的影响下，超短脉冲激光光束在反射型体全息光栅中衍射的性质．研究给出了衍射光及透射光在频谱域及时间域的振幅及强度分布、光栅的光谱宽度及衍射效率随光栅参量及入射条件的变化．数值研究的结果表明，在光栅记录介质色散效应的影响下，衍射光束的光谱宽度减小，脉冲展宽，衍射效率降低．通过适当的选取光栅参量及入射条件，可以控制衍射和透射光束的频谱和时间强度分布，得到满意的衍射和透射光束的带宽和波形，从而可以将其应用于脉冲整形等技术中．
衍射 耦合波理论 体全息光栅 超短脉冲光束 Diffraction Coupled wave theory Volume holographic grating Ultrashort laser pulsed beam
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
提出了一种利用多光束阵列在复杂散射信道中进行二维图案传输的理论模型。与传统多光束传输方案思路不同,该模型有效利用信道的强散射特性,使各光束充分扩散,在接收面形成交迭区域,成像光学系统在该区域内接收光信号并恢复各发射光束的空间位置信息,完成二维图案信息在空潜信道中的多通道传输。视在参数的引入使光束原本在两个不同折射率介质中的传输简化为仅在一种介质中传输的简单问题。实验采用直径为15 mm的微透镜阵列以及长为12.65 m的海水、大气信道来模拟实际信道中的强散射作用,结果表明该模型具有较好的可行性。
光通信 二维图案光传输 多光束阵列 成像光学
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学研究室, 上海 201800
对振幅型二维斜周期阵列分数泰伯效应的研究，可以为设计和制作新型阵列发生器提供必要的理论依据。通过坐标的旋转与倾斜描述二维振幅型斜周期阵列，根据菲涅耳变换公式在理论上研究这类斜周期阵列的自成像效应，并进一步讨论了分数泰伯距离处像场的振幅分布与相位分布，给出了具体的相位计算公式。以60°斜交周期菱形阵列为例，模拟计算了它们在各自分数泰伯距离处的像，模拟计算的结果与数学公式推导的结果一致。并简单讨论了利用这种周期结构，设计和制作新型阵列发生器的可行性。另外，还对二维斜周期菱形阵列与正交周期方形阵列在压缩比例和光斑模式等特性上进行了比较分析。
信息光学 衍射 分数泰伯效应 菲涅耳变换公式
