电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
为了提高单臂压缩感知鬼成像的成像质量, 减少成像系统本身和外部环境的干扰, 提出了一种光强扩散函数分析方法.在单臂压缩感知鬼成像原理的基础上分析了成像过程, 指出降低成像质量的主要因素是菲涅尔衍射和大气湍流.针对这两个因素, 推导并分析了光强度扩散函数的公式, 研究透镜的焦距与口径之比和照明光源的波长对鬼成像的影响.仿真结果表明：在单臂压缩感知鬼成像中, 使用焦距与尺寸半径之比在2~5范围内的成像投影透镜可以消除衍射效应的影响; 短波长光源适用于大气湍流较弱时的成像, 长波长光源在大气湍流较强时对干扰有更好的耐受能力.该方法可以有效地提高成像质量并优化成像系统.
压缩感知 鬼成像 光强扩散函数 衍射效应 大气湍流 互相干性 Compressive sensing Ghost imaging Intensity spread function Diffraction effect Atmospheric turbulence Mutual coherence
1 咸阳师范学院物理与电子工程学院， 陕西 咸阳 712000
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和粗糙面散射理论，考虑发射机到目标和目标到接收机双程路径中大气湍流对光束传输的影响，研究了脉冲波束经漫射目标散射后的二阶统计特性。推导了接收机处双点双频互相干函数(MCF)的表达式，计算得到平均强度以及复相干度因子，并对此进行数值模拟。结果表明，相位结构函数占优情况下，接收面的脉冲平均强度与大气湍流水平无关；但脉冲相干带宽与湍流强度、中心频率、湍流外尺度、观察处两点间距离、频差有关。
物理光学 大气湍流 双频互相干函数 脉冲波束 漫射目标 光学学报
2016, 36(10): 1026016
1 咸阳师范学院 物理与电子工程学院, 陕西 咸阳 712000
2 西安电子科技大学 理学院, 西安 710071
基于广义惠更斯菲涅耳原理分析了高斯谢尔光束通过湍流大气漫射目标的散射统计特性。假定相位结构函数起主导作用, 根据高斯谢尔光束的交叉密度函数, 推导了散斑场的互相干函数表达式, 进而得出接收面处的散斑尺寸大小和强湍流起伏的时延协方差函数表达式。数值分析了源相干长度、波长、湍流强度对互相干函数的影响。对理想漫射目标, 接收面的散斑尺寸大小由束腰宽度、源相干长度和湍流强度确定, 随着湍流强度的增加, 散斑尺寸变小; 在弱湍流区, 散斑尺寸由源相干长度决定, 当湍流增强时, 散斑尺寸大小逐渐趋于一致。
湍流大气 互相干函数 散斑尺寸 时延协方差 turbulent atmosphere mutual coherence function speckle size time-delayed variance 强激光与粒子束
2014, 26(2): 021003
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所 大气成分与光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
3 中国人民解放军炮兵学院,安徽 合肥 230031
针对大气气溶胶粒子的时延效应影响激光测距精度的问题,利用双频互相关函数,推导了离散随机介质中激光程差的计算公式,建立了激光程差与粒子浓度、粒子直径等常规参数间的联系。在此基础上,提出了计算由大气气溶胶粒子的时延效应所引入的激光程差的方法,并根据气溶胶和云雾的光学特性(OPAC)气溶胶模式,计算了卫星对地激光测距时,大气气溶胶粒子所造成的激光程差。结果表明,当激光波长为1064 nm,气溶胶粒子的模式半径大于0.25 μm时,随着模式半径的增大,其造成的激光程差逼近4.6 cm,在毫米乃至亚毫米级激光测距精度要求下,必须对其进行修正。
大气光学 程差 双频互相关函数 气溶胶粒子
