西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048
提出一种手动旋转双散射片的散斑噪声抑制方法，以一动一静的工作模式获得多幅独立的散斑场，通过多幅再现像叠加实现散斑的抑制。通过理论分析一动一静双散射片和单散射片的时间相关函数，证明一动一静双散射片的去相关速率明显高于单散射片，具有更好的散斑抑制效果。实验上分别进行了不同目数单散射片和双散射片、相同目数单散射片和双散射片之间的对比研究。从散斑对比度结果可以看出，散射片目数越多，再现像叠加数量越多，散斑抑制效果越好，并且双散射片的散斑抑制效果要优于单散射片。以相位光栅为样本，采用一动一静双散射片方式验证了所提方法的可行性，该方法获得了更好的成像效果。
测量 全息干涉测量 散斑抑制 手动旋转散射片 一动一静双散射片 散斑对比度
1 华南理工大学物理与光电学院, 广东 广州 510641
2 广东晶启激光科技有限公司, 广东 东莞 523808
光子晶体是由介电材料周期排列构成的人工微结构,在集成光电子学、微纳光子学等领域具有广阔的应用前景。本文对多光束全息干涉法制作复式光子晶体进行了理论和数值研究,根据多光束干涉原理给出了一种复式光子晶体的光束配置,并编写了MATLAB仿真程序,仿真结果与理论预测符合得很好。在此基础上,研究了单束、两束、三束以及四束光的不同偏振组合对复式光子晶体元胞的影响规律。研究结果表明,光束偏振组合对元胞的影响十分显著,在不同的偏振组合条件下可以获得双水滴状、双圆形等各种元胞形状;当所有光束同为线偏振时,复式光子晶体具有最佳的对比度。此外,本文还探讨了入射光初相位的变化对复式光子晶体元胞的影响。研究结果对于设计具有各种元胞形状的复式光子晶体具有指导意义,并可用于物理实验教学。
材料 光子晶体 全息干涉法 复式微结构 数值仿真 偏振组合 对比度 光学学报
2021, 41(11): 1116002
北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
传统空间载波型数字散斑干涉技术(SC-DSPI)由于光路结构的限制,视场角很小,导致单次测量面积有限。提出一种大视角SC-DSPI光路,在传统SC-DSPI光路基础上增加4F光学系统进行图像传递,使得光路能够应用短焦镜头进行成像,以扩大测量视场角,从而实现大视场测量。实验结果表明,当测量距离为310 mm时,所提大视场SC-DSPI系统能够实现直径为180 mm物体的全场变形测量,且所得到的相位图质量高,测量效果良好。
测量 数字散斑干涉 空间载波 数字全息干涉 4F光学系统 大视场 变形测量
红外与激光工程
2020, 49(7): 20190518
东南大学江苏省工程力学分析重点实验室, 江苏 南京 210096
结合正弦/余弦(sin/cos)滤波技术提出了依据散斑相位条纹图的条纹方向自动选取滤波窗口大小的自适应滤波法。通过计算散斑包裹相位条纹图的条纹方向,依据相位条纹方向自动选择合适的滤波窗口,对散斑包裹相位图的sin和cos变换图同时进行自适应均值滤波,再通过四象限反正切算法得到包裹相位条纹图。实验结果表明,该滤波法能有效保护条纹相位跳变信息,对于条纹密度变化较大且形状复杂的散斑包裹相位图,仍能进行有效的条纹滤波处理,滤波后的相位条纹图更逼近于原始条纹走向。
图像处理 自适应滤波 正弦/余弦滤波 相位条纹图 电子散斑干涉技术 数字全息干涉技术
华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
近年来,三维(3D)成像技术因其逼真的观感而广受关注,随之而来的3D图像的安全问题也逐渐被重视。由于3D图像的数据量非常庞大,导致数据传输处理速度缓慢,因此如何快速并安全地传输处理3D图像成为了首要的问题。提出了一种凭借全光学手段实现压缩光学图像隐藏技术,利用光学技术的并行性以及压缩感知理论大大减少了采集时间和采集数据量,为未来实现3D图像安全传输提供可能。首先通过使用改进的马赫-曾德尔干涉仪将秘密图像嵌入到宿主图像中实现图像隐藏,再利用单像素相机实现全息压缩成像,将隐藏图像的采集数据压缩到更小。在接收端,通过压缩感知理论和指定的全息重建算法,很好地恢复了秘密图像。仿真和初步实验结果表明,使用全光学手段并应用压缩感知理论能够大大减少全息图数据采集量,证明了本方案可安全高效地在全光网络中实现光学图像传输。
图像处理 光学图像隐藏 压缩感知 全息干涉测量 相干成像 光学学报
2017, 37(11): 1110003
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The use of a computer-generated hologram (CGH) in interferometric testing provides new methods for highly accurate optical measurement. To fabricate a CGH, polygons are used to approximate the smooth CGH pattern. Because the data size supported by CGH writing machines is limited, the number of polygon vertices must be limited. Therefore, the CGH-encoding method determines the encoding accuracy. To realize a highly accurate optical measurement using CGHs, we propose a CGH-pattern-encoding method based on non-maxima suppression. A self-aligned CGH is designed to verify the accuracy. The experimental result shows that a highly accurate CGH can be fabricated using this method.
120.2880 Holographic interferometry 050.1970 Diffractive optics Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111201
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Shanghai Key Laboratory of Green Chemistry and Chemical Processes, Department of Chemistry, East China Normal University, Shanghai 200062, China
A polarization holographic grating, which integrates the functions of a grating and a wave plate and is called a diffractive wave plate, is recorded by two beams (left and right circularly polarized) of a 532 nm laser in an azo polymer with a liquid-crystal structure. The polarization conversion characteristics of the diffractive wave plates are investigated with a detecting light of 650 nm by metering the polarization state of first-order diffracted light. It is confirmed that the diffractive wave plates convert the incident linear polarization into circular polarization for a linearly polarized probe laser and reverse the sense of rotation of the circular polarization when the detecting light is circularly polarized light.
090.0090 Holography 090.2880 Holographic interferometry 260.5430 Polarization Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 010009
1 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
2 西北工业大学 理学院 陕西省光信息技术重点实验室 空间应用物理与化学教育部重点实验室, 西安 710072
提出了利用数字全息干涉术可视化观测液相扩散过程.实验中，采用马赫-曾德干涉仪光路记录乙醇与水之间两相扩散过程的多幅数字全息图；再通过数值再现不同扩散状态的波前相位分布，获得液体中的摩尔浓度分布；最后，根据菲克定律获得两相流扩散系数.结果表明：利用数字全息干涉术可实现对液相扩散传质过程的快速、实时及高精度测量；该方法还具有可实现远程监控、拥有大量微观数据的优点；此外，采用文中全息干涉光路结合波分与角分复用技术可实现多相流扩散系数的测量，为获得溶液中非线性变化特征参量提供了有效技术手段.
数字全息 相干成像 数字全息干涉术 数字图象处理 液相扩散过程 扩散系数 Digital holography Coherence imaging Digital holographic interferometry Digital image processing Liquid phase diffusion Diffusion coefficient
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
The electric field distribution in LiNbO3 crystal under different electrode shape is presented by using the digital holographic interferometry. Three configurations of phase modulator including the rectangular electrode type, single-triangle electrode type, and dual-triangle electrode type are performed in this experiment. The nonuniform electric field distribution in these phase modulators are observed and the electric field increases with voltage increasing. The digital holographic interferometry with high electro-optic effect improves the measurement precision. The digital holographic interferometry provides an effective way for studying the electric field distribution. Such in situ quantitative analysis of electric field distribution is a key to optimizing electrode shape.
090.1995 Digital holography 120.2880 Holographic interferometry 120.5050 Phase measurement 120.5475 Pressure measurement Chinese Optics Letters
2015, 13(2): 020901
