Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
High-precision angle measurement of pulsars is critical for realizing pulsar navigation. Compared to visible light and radio waves, the wavelength of X-rays is incredibly short, which provides the possibility of achieving better spatial resolution. However, due to the lack of applicable X-ray apparatus, extracting the angle information of pulsars through conventional X-ray methods is challenging. Here, we propose an approach of pulsar angle measurement based on spatially modulated X-ray intensity correlation (SMXIC), in which the angle information is obtained by measuring the spatial intensity correlation between two radiation fields. The theoretical model for this method has been established, and a proof-of-concept experiment was carried out. The SMXIC measurement of observing angles has been demonstrated, and the experimental results are consistent with the theoretical values. The potential of this method in future applications is discussed, and theoretically, the angular measurement at the level of micro-arcsecond can be expected. The sphere of pulsar navigation may benefit from our fresh insights.
pulsar measurement X-ray measurement intensity correlation spatial modulation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 043401
李育亮 1,2齐金泉 1,2陈明亮 1,*邓陈进 1[ ... ]韩申生 1,2,5
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 宇航智能控制技术国防科技重点实验室,北京 100089
4 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江 杭州 310012
5 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024
针对水下鬼成像重构质量下降、分辨率退化的问题,分析水体对散斑场传播的作用,提出在重构计算前将参考臂散斑进行校正的方法,以实现对物臂散斑场的退化补偿,进而提高水下鬼成像的成像质量。首先根据近似的S-S(Sahu-Shanmugam)散射相函数和Wells模型推导得到调制传递函数,用来描述水体对散斑的退化作用;然后对参考臂散斑场进行校正补偿,使参考臂散斑与物臂散斑具有相同的退化程度以恢复关联性;最后采用校正后的参考臂散斑进行图像重构。从理论上证明了所提方法在二阶关联计算中会使得图像退化加剧,而在基于伪逆的重构计算中则可以有效提高图像分辨率、改善图像质量。通过仿真和实验验证了理论模型的正确性,该研究为远距离水下目标鬼成像图像恢复提供了新的思路。
海洋光学 水下鬼成像 散斑场退化补偿 水体调制传递函数 二阶关联 伪逆 
光学学报
2024, 44(6): 0601003
朱凯旋 1,2,3胡晨昱 1,3,*喻虹 1,3韩申生 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024
提出使用统计分析中的Bootstrap方法对鬼成像中图像信息重构的不确定度进行估计。仿真结果表明,Bootstrap方法估计的标准误差分布图与强度关联重构的标准误差理论计算结果一致;用标准Bootstrap方法估计的标准误差和置信区间分布能够很好地解释压缩感知算法得到的重构结果误差,并且使用相应的Bootstrap方法的变种能够更为准确地描述从原始样本中重构图像信息的偏差和绝对误差。所提方案适用于估计无真实参考图像的实际应用场景的重构图像的不确定度。
成像系统 鬼成像 图像重构 非参数Bootstrap方法 不确定度 
光学学报
2023, 43(9): 0911003
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
采用预置散斑的X射线强度关联成像系统需要采集大量的散斑场,成像时间较长,而单幅散斑场信噪比低,难以单独用于图像重构。然而单幅散斑场中的空间分布信息包含一定的样品结构信息,可以用于样品缺陷快速检测。基于此,提出一种基于单幅预置散斑的缺陷检测方法,该方法将待检测样品探测散斑场与标准样品模拟散斑场的相关性作为样品缺陷的评价标准。同时基于该方法模拟X射线强度涨落二阶自关联检测光路,分析不同信噪比下探测散斑场分布的图像对比度对相关系数的影响。并对比多种细节增强方法,提高检测可靠性。最终结果表明,基于单幅散斑场的方法可以有效地进行样品的快速缺陷检测。
X射线光学 图像增强 散斑自关联 缺陷检测 引导滤波 
光学学报
2023, 43(10): 1034001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学,北京 100049
傅里叶变换关联成像通常采用透射式赝热光源,但透射产生散斑的纵向尺寸过大限制了成像纵向分辨率且透射式赝热光的光通量较低,这对实现三维傅里叶变换关联成像造成了阻碍。为解决这一问题,理论推导了反射式赝热光源散斑场的光强涨落关联函数,给出了散射屏放置在不同空间位置和倾斜角度时的纵向散斑尺寸。同时,进行了基于统计光学的数值模拟,模拟结果与理论结果吻合。结果表明,通过减小散射角和增大散射屏方位角等方法可以有效降低观察点处的纵向散斑尺寸,从而提高纵向成像分辨率。
成像系统 散斑场 赝热光 粗糙表面 关联成像 
光学学报
2023, 43(9): 0911001
谈志杰 1,*杨海瑞 1,2,3喻虹 1,2,3韩申生 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学, 北京 100049
强度关联衍射成像是一种新的衍射成像方法, 该方法基于光场高阶关联特性, 通过计算参考臂与探测臂光强涨落的强度关联, 能够非定域地获取目标物体的傅里叶衍射谱信息。作为一种新的成像方法, 强度关联衍射成像具有非定域、弱光成像、成像分辨率高等优势, 能够解决一些常规成像难以解决的问题, 近年来受到了广泛的关注, 未来有望在生物医学、材料科学等众多领域实现应用。本文简述了强度关联衍射成像的最新进展, 同时介绍了一些图像重构的新算法, 最后指出该成像方法目前仍然存在的问题并对其未来发展进行了展望。
量子光学 成像系统 关联成像 衍射成像 图像重构 quantum optics imaging systems ghost imaging diffraction imaging image reconstruction 
量子电子学报
2022, 39(6): 851
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
2 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
激光关联成像雷达是一种在凝视探测的条件下通过主动调控光场涨落和单像素探测器接收目标回波信号获取目标信息的计算成像技术, 在远距离目标识别、三维成像、要地防御等领域有着重要应用前景, 成为近年来的一个研究热点。简述了基于窄脉冲直接探测体制和基于长脉冲外差探测体制的两种激光关联成像雷达的基本原理和特点, 并介绍了其近期取得的主要研究进展。进而围绕远距离、高分辨、高速运动目标探测与识别应用, 对激光关联成像雷达所需解决的关键问题和发展趋势进行了探讨和展望。
遥感 成像系统 关联成像 激光雷达 图像重建 remote sensing imaging system ghost imaging lidar image reconstruction 
量子电子学报
2022, 39(6): 835
甘雨 1,2刘红林 1,2,*高敬敬 1,2宋纯元 1,2[ ... ]韩申生 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院大学 杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
利用相位恢复算法可以从光纤近端的光强分布求解光纤远端的场强分布。光纤的响应可以用传输矩阵描述。实验上则是在不同的输入情况下对输出端的光强分布进行足够数量的采样来测量传输矩阵。显然,采样点的位置分布,包括采样点数目和间隔,影响着传输矩阵的测量,而相位恢复算法的精度和效率与传输矩阵有关。文中提出采样间隔应该大于出射散斑大小,以满足传输矩阵不同行的统计独立性,在保证图像重建质量的条件下减少采样点数,提高重建效率。实验结果表明,当采样间隔小于散斑大小时,相同的图像重建质量下,随着采样间隔的增大,光场重建所需的采样点数量明显下降。当采样间隔大于散斑时,所需的采样点数量变化缓慢,约为输入图像像素数量的3.5倍。采样间隔固定时,随着采样点数的增加,相位恢复算法消耗的时间先减小后增大,因此存在一个最佳的采样间隔与采样点数。
散射介质成像 多模光纤 相位恢复 scattering medium imaging multimode fiber phase retrieval 
红外与激光工程
2022, 51(8): 20220072
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
Snapshot spectral ghost imaging, which can acquire dynamic spectral imaging information in the field of view, has attracted increasing attention in recent years. Studies have shown that optimizing the fluctuation of light fields is essential for improving the sampling efficiency and reconstruction quality of ghost imaging. However, the optimization of broadband light fields in snapshot spectral ghost imaging is challenging because of the dispersion of the modulation device. In this study, by judiciously introducing a hybrid refraction/diffraction structure into the light-field modulation, snapshot spectral ghost imaging with broadband super-Rayleigh speckles was demonstrated. The simulation and experiment results verified that the contrast of speckles in a broad range of wavelengths was significantly improved, and the imaging system had superior noise immunity.
spectral imaging ghost imaging dispersion 
Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 091102
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 国科大杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
强度关联干涉测量利用光场的高阶关联特性获取星体空间角度信息,有望实现脉冲星角位置的高精度测量。然而常规的强度关联测量需要满足相干探测条件,这对探测器的时间分辨提出了极高的要求。提出基于空间调制的星体观测张角强度关联干涉测量方法,在探测器前放置调制屏以对光场进行空间调制,通过旋转调制屏获取二阶干涉条纹。理论推导了当两条光路的调制屏存在角度差时二阶关联函数的表达式,并基于理论推导结果设计双反射镜实验方案并进行相关可见光实验验证,所得实验结果与理论分析结果相符。该方法大幅降低了探测器的时间分辨要求,对于我国未来实现航天器的自主导航具有重要意义。
测量 干涉测量 强度关联 X射线 
光学学报
2022, 42(7): 0712005

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!