Author Affiliations
Abstract
1 College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Interdisciplinary Center of Quantum Information, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Correlation imaging is attracting more and more attention as a novel imaging technique taking advantage of the high-order coherence of light fields. To reconstruct an image of the object, many frames of different speckle patterns are required. Therefore, the speed of imaging is strongly limited by the speed of the refreshing rate of the light field. We propose a coprime-frequencied sinusoidal modulation method for speckle pattern creation using a spatial light modulator in a computational ghost imaging system to increase the speed of imaging. The performance of the proposed method is discussed as well.
110.6150 Speckle imaging 030.6600 Statistical optics 110.2945 Illumination design Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 111103
国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
提出了基于空间光调制器(SLM)进行相位调制产生赝热光源的方案，并讨论了不同空间光调制器的像素阵列的排布方式对关联成像的影响，着重对空间光调制器的像素阵列排布方式进行了基于遗传算法的优化设计方法的研究，以提高赝热光场性能。结果表明，空间光调制器方案克服了毛玻璃方案的局限性，其产生的赝热光二阶关联性好，满足关联成像的需要，系统成像质量较高，该方案对新型关联成像赝热光源设计具有重要参考意义。
量子光学 关联成像 赝热光源 空间光调制器 遗传算法
国防科学技术大学物理系， 湖南 长沙 410073
傅里叶望远术(FT)是一种主要针对远距离暗弱目标的高分辨率光学干涉成像技术。它利用多束空间距离不同、时间频率受调制的激光干涉照明目标，通过解调光强探测器接受反射的回波时序信号来提取目标的傅里叶频谱，并利用相位闭合技术消除光程差和大气湍流等造成的相位畸变。采用发散光干涉在实验室内实现了傅里叶望远术对一维和二维目标的重构。实验方案较好地模拟了外场“T”型阵列发射结构，同时还保证了光斑的有效重合，最大程度地利用了光斑能量，有利于提高信号的信噪比，有利于光束对目标的瞄准，对进一步避免大气湍流的影响具有一定指导意义。
傅里叶光学 傅里叶望远术 非常规成像 远距离成像 发射阵列
国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
傅里叶望远术(FT)是一种用多束间距不同、频率受调制的激光干涉照明远距离目标，通过解调反射的强度时序信号来重构图像的主动成像技术。提出了一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT)谱分析的傅里叶望远术图像重构是一种全新的回波信号处理方法，通过对回波信号做全相位傅里叶变换，能准确地直接提取信号的相位和振幅信息，再结合相位闭合算法消除畸变相位，重构目标图像。与传统的傅里叶望远术数据处理方法相比，不需要对信号频率做精确估计，从而避免了频率误差带来的影响。这对于实现低轨道快速运动目标成像，以及在一定程度上消除移频器的移频误差和大气湍流的活塞抖动效应是非常有利的。数值仿真验证了该方法的可行性，并且通过信号存在白噪声和频率误差两种情况下与传统方法的对比，显示了其具有良好的消除频率误差能力，同时抑噪性能并不会下降。
图像重构 傅里叶光学 傅里叶望远术 全相位快速傅里叶变换 相位闭合 远距离成像
1 湖南科技大学物理学院, 湖南 湘潭 411201
2 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
提出了基于酞菁染料的全息记录材料,与目前已报道的基于丙烯酞胺基单体光聚合型全息记录介质相比,该聚合体系显示了优良的全息特性:全“干”热后处理,良好的抗水性和环境稳定性,制备过程简单和低毒性,并可制备成较厚的感光膜层。针对存储过程的页间和页内串扰做了理论分析和MTALAB仿真,采用自主研制的抗水性光致聚合物材料记录多幅不同图像的实验方案,分析了本抗水性全息材料的角度复用性能。
酞菁 抗水性光致聚合物 体全息 角度复用 Phthalocyanine water-resisting photopolymer volume holography angle multiplexing
频谱搬移法是一种能使截止频率以外的目标频谱通过成像系统的高分辨率成像技术,其效果明显但实现比较困难。为验证其原理上的可行性以及为实际应用提供参考,提出了实现这种方法的一种实验方案。该方案将干涉余弦条纹场记录在干板上,形成余弦光栅,利用CCD摄像机透过此余弦光栅直接对目标物体成像。余弦光栅代替照射目标的干涉条纹场,实现对目标物体的频谱搬移;利用步进电机带动光栅的移动实现条纹场的扫描;一个用软件实现的1维低通滤波器与CCD摄像机组合成为光学成像系统。实验结果对比表明,该方法是可行的,并且能大幅度提高成像系统的分辨率。
频谱搬移 截止频率 余弦光栅 低通滤波 spectrum shifting cutoff frequency cosine grating low-pass filter
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
2 国防科学技术大学光电科学与技术学院,福建 福州 350002
3 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
基于种子注入技术、干涉法腔模锁定方案以及自滤波非稳腔技术,设计并研制出一套单纵单横电光调Q脉冲激光器系统。该系统输出的基波(波长1064 nm)能量达到600 mJ,倍频后绿光能量达到300 mJ,发散角接近衍射极限,线宽接近傅里叶变换极限,在强气流强振动环境中单纵模的锁定概率为100%。实验观测了种子注入对巨脉冲建立时间、光斑模式以及能量的影响。该系统可应用于受激布里渊散射(SBS)、大视场风洞全息以及光学合成孔径等研究领域。
激光技术 单纵单横激光器 种子注入 自滤波非稳腔 干涉测量法
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
通过数值模拟,比较了高能激光及其采样后在湍流大气中传输时远场中央长曝光斑的环围能量半径与扩展等情况。结果表明,在仅有湍流时两者保持不变,而热晕会导致光斑的进一步扩展;采样器的透光比越低,热晕对光斑的扩展影响越小;未采样高能激光的远场中央光斑相对于高能激光经采样后的远场中央光斑的扩展,可归因于热晕效应。因此,利用光束波前采样器对高能激光及其采样后在湍流大气中传输时的远场光斑特性进行比较,就可以诊断高能激光大气传输热晕效应。
大气光学 大气传输 湍流 热晕 数值模拟 光束波前采样器 高能激光 角谱
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
分析了不同物体散射场偏振特性的差异,依据消光定理的矢量微扰解方法将物体散射场分为零阶和高阶解,零阶反射光可完全保持入射光的偏振度,高阶散射则会导致偏振度的降低,因而总散射光的偏振度依赖于散射表面的粗糙程度.提出了利用斯托克斯-穆勒体系测量物体消偏特性的方法并通过实验对一些物体作了测量,实验结果表明:光滑表面可以较好地保留入射光偏振度,而粗糙表面则有很强的消偏作用,因此偏振成像方法可有效地提高目标探测和识别效率.
偏振 目标识别 激光散射场 穆勒矩阵 主动成像 Polarization Target identification Laser scattering field Muller matrix Active imaging
国防科学技术大学,光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
距离选通技术是克服大气后向散射,提高主动成像系统信噪比的有效方法.分析了距离选通的技术要求,分别使用电源调制和机械调制的方法获得了适合用于主动成像系统脉冲光源,并进行了距离选通实验,机械调制方法适用于大功率连续半导体激光器.使用氙灯泵浦YAG激光器实现了对675 m和1 509 m距离目标的主动成像,详细分析了几种方案的利弊并提出了改进方法.
距离选通 后向散射 主动成像 脉冲调制 Range gating Backscatter Active imaging Pulse modulating
