基于空间光调制器的相移数字全息实验研究

设计并搭建了基于空间光调制器的相移数字全息实验装置,用计算机控制空间光调制器产生实验所需物体,并且控制相关物体参量,完成了基于空间光调制器的透射式数字物体的全息记录和数字再现．实验结果表明相移数字全息方法优于一般数字全息,基于空间光调制器的相移数字全息方法具有物体数字化、物体参量可调、可实现动态物体等显著特点,为相移数字全息提供了更广阔的应用前景．     

直接光学相移器

根据声光调制中的频率、相位调制原理,文章提出了一种光学相移的方法.利用一对声光调制器,合理校准它们,可以构建出一个光学相移器.这个相移器通过两声光调制器的超声波相位差可以直接控制两光束的相位差.当使用与偏振无关的声光调制器时,该相移器对入射光的偏振并不敏感,而且不需要精确的机械刻度.这是把相移直接引入校准激光束的光学相移方法,且提出的该方法与实验结果完全一致.     

光栅相移空间光桥接器研究

设计了适用于相干光接收系统的新型2×2的90°和180°空间光桥接器.其主要由4片光栅和可进行精密位置控制的移动器所组成,光栅衍射实现信号光和本振光的分光和合成,光栅的相对位移产生所需的相移.其具有体积小、重量轻和宽光谱使用的特点,和传统的2×2的90°空间光桥接器相比,更是具有不必损失50%能量的优点.     

微波铁氧体相移调制器的研制

本文介绍铁氧体相移调制器的应用;相移调制器使用的铁氧体材料的试验;相移调制器的结构设计和特性参数的测量。在C波段,采用Y_(2·1)Gd_(0·9)Fe_(4·81)O_(12)的YIG相移调制器,在100MC带宽内,载波抑制度≥30分贝,插入衰减(包括调制损耗)≤1.4分贝;在工作频率上,在-40℃～ 50℃的温度范围内,载波抑制度≥25分贝,插入衰减≤1.5分贝,驻波比<1.2。     

双环掺铒光纤激光器混沌反相位相移同步控制

提出了双环单模掺铒光纤激光器激光混沌反相位相移双环对双环驱动-响应同步控制系统的理论模型．其中,一个双环单模掺铒光纤激光器作为驱动系统,另一个具有2个附加的反馈回路的双环单模掺铒光纤激光器作为响应系统,而2个相移控制器反相位控制注入光的相移且和双环单模掺铒光纤激光器响应系统的反馈回路共同实现光的反馈反相位控制,即在反馈反相位的基础上,通过相移控制器调制注入光的相移可以控制混沌同步;数值模拟表明,无论是注入光的对称耦合驱动控制还是非对称耦合驱动控制,该方法都能有效地使混沌系统同步．     

Reggia-Spencer相移器的研究

本文汇报三公分波段的Reggia-Spencer相移器的一些实验结果,所用的材料是Mg-Mn型铁氧体圆杆。我们测量了:(1)相移和磁化电流,(2)相移和杆径,(3)相移和波导尺寸,(4)相移和频率,(5)相移和温度之间的关系。实验结果支持了鉄氧体圆杆内有法拉弟旋转效应和圆极化波传播的假设,并且提供了增加相移的途径以及制出天綫旋转接头及开关等微波鉄氧体器件的可能性。     

光折变效应及其应用

介绍了光折变现象及其特点，光折变效应在相位共轭器和空间光调制器方面的应用。     

基于LabVIEW的压电陶瓷相移器控制系统

压电陶瓷(PZT)作为微位移的执行装置,在光学测量方面得到广泛的应用.运用虚拟仪器软件设计的压电陶瓷相移器驱动、校正与位移精度控制系统,准确方便地实现了对压电陶瓷相移器的控制.通过LabVIEW编写的程序采集数据对PZT的位移量进行分析和计算,提出一种测量PZT驱动电压与位移曲线的新方法.通过Lab-VIEW控制数据采集卡的输出电压来控制PZT的驱动,位移精度可以达到纳米(nm)量级.     

具有零相移传输性质的超材料研究

零相移传输材料可以实现光波在数百波长传播而不引起相位变化,从而减弱了波的频谱色散问题,提高了波导间的耦合效率,因而成为光功能材料研究的热点.结合本课题组的研究工作,本文从理论和实验研究两方面对零相移传输超材料的最新进展和研究热点进行了全面地总结和评述,根据相位调制机理不同对各种零相移超材料进行了分类和归纳,进一步客观分析了各种实现方法的优、缺点及目前研究中存在的问题,并展望其未来发展方向.相关研究对拓展零相移基础物理学研究和光学器件设计具有重要意义.     

基于相移误差的五步相移算法

利用相移技术进行相位测量时,相移误差是相移算法的主要误差来源.本文提出一种五步相移算法,可以减少相移误差.先由傅立叶变换求出相移误差,然后用相移误差计算相位分布.由傅立叶变换测量相移误差,测量速度快,简单易行.对系统存在相移误差和探测器非线性误差时进行了仿真,结果表明:该文提出的五步相移算法较该算法的三步、四步相移算法,误差最小,测量精度最高.     

投影栅相位法三维检测的频域相对解相技术

为提高投影栅相位法在三维检测实际应用中的解相精度 ,分析了频谱混叠及移频方法的不准确对解相精度造成的影响 ,建立了一种新的频域相对解相技术。基于小波变换得到相对栅线图像 ,其频谱中背景成分基本消除 ,有利于有用频带的提取。同时 ,通过计算两幅图像的相对位相 ,避免了单幅图像移频方法所带来的系统误差。实例证明该技术改善了解相的精度和稳定性 ,提高了投影栅相位法的应用水平     

光折变运动栅的性质

在较一般的情况下，即包括扩散，漂移和光生伏打效应情况下，讨论了光折变运动光栅的性质。文中指出有两个干涉条纹的最佳速度可供选择，Ｖ_（ｏｐｔ）~（１）增强空间电荷场，因而提高了光折变相位栅的衍射效率，Ｖ_（ｏｐｔ）~（２）引起空间电荷场相对干涉条纹π／２空间相移，这是二波耦合产生光能流不可逆转移的必要条件．     

投影栅相位法检测技术中抽样定理的适用性

分析了对于正弦信号抽样定理的适用性,给出了频谱分析时频域不发生泄漏的信号抽样条件。针对投影栅相位法三维检测技术中的抽样问题,提出了不移频处理方法和全场参考面的概念,避免了频域移频所带来的系统误差,克服了对正弦信号抽样的限制条件,并实例验证了新方法的优越性。该文的结论丰富了经典抽样定理的内容,提高了投影栅相位法三维检测技术的解相精度和稳定性,使之更符合实际应用条件。     

跟踪运动目标背景下无人机航路的规划

现代战场中,无人机携带光电设备对运动目标进行跟踪是无人机的重要应用之一。以无人机独立执行跟踪运动目标为背景,在对其所用光电跟踪设备(CCD摄相机)进行分析的基础上,根据跟踪航路的要求,规划出了光栅式跟踪运动目标方案。对所规划方案的技术指标进行了研究,并总结出了光栅式跟踪方案的特点。最后,通过仿真对这此方案进行了验证。仿真结果表明方案可行,这对无人机执行跟踪运动目标的任务在理论上提供了一种可行方案。     

设计多等分高效率激光分束器的新方法

提出了一种设计二进制位相光栅的新方法.它直接从位相物体振幅透过率的一般公式出发,运用傅里叶积分,求得二进制位相光栅各级衍射光强度的通式.不仅使这一过程的物理含义更清楚,也使计算工作更加简化.还介绍了使用搜索法及迭代法设计高效多光束激光分束器的例子;也对制备光栅的过程及实验结果作了说明.     

基于频率调制二元编码光栅相位测量剖面术

分析传统的频率调制正弦光栅用于3步相移相位测量剖面术时,系统非线性对测量精度的影响,提出采用二元频率调制光栅,提高3步相移相位测量剖面术计算绝对相位测量精度的方法.完成了分别采用传统正弦频率调制光栅投影和基于Floyd-Steinberg二元编码频率调制光栅投影的相移剖面术的绝对相位计算结果对比.结果表明,采用正弦频率调制光栅模板的3步相移算法对系统的非线性敏感,而二元编码频率调制光栅模板既保持了利用单组条纹投影就可计算条纹绝对相位的优点,又不受系统非线性的影响,大大提高了基于频率调制光栅的相移剖面术的测量精度.计算机模拟和实验验证了所提方法的有效性.     

减小光栅传感器测量信号误差的研究

在光栅传感器测量系统中，为了提高测量信号的精度，需要对系统输出信号的误差进行研究。介绍了莫尔 条纹的产生和光栅传感器测量系统，对测量系统的误差进行了分析，提出了利用基于误差修正技术的光栅测量系 统减小光栅测量信号的系统误差的方法，以及利用滑动平均滤波与中值滤波结合的方法减小动态莫尔条纹信号中 的随机误差，总结了设计光栅传感器测量系统的关键技术。仿真结果表明#混合滤波方法可以有效地减小动态莫 尔条纹信号中的噪声干扰，且算法简单。     

可纠错二元光栅编码方法的研究及设计

针对相位解包裹中运用二元光栅编码结构光技术计算相位级次时,因受背景光强、噪声、被测物体表面不均匀反射率等因素的影响,导致光栅黑白交界处部分像素点的误码问题,提出了一种可纠错的二元光栅编码方法。从光栅编码方法的角度出发,依据信息论中的纠错码原理,采用汉明线性分组码,通过增加一定数量的校验元编码图案的投影,对二元编码光栅黑白交界处的误码问题进行检测并纠正,并从理论上验证了其设计方案的可行性。仿真实验表明对于只发生一位误码的像素点能予以100%检测并纠正,具有很高的可靠性。     

向列相液晶中相位光栅光束耦合特性

为了研究向列相液晶中相位光栅光束耦合特性,从理论上分析了相位光栅的光束耦合和衍射规律,采用掺杂C60垂直排列的向列相液晶(5CB),厚度为20μm的样品,进行二波耦合(TBC)实验,研究动态衍射和光束放大特性。结果表明:相位光栅的衍射强度分布呈现明显不对称。根据取向光折变效应表面电荷调制机制和电场作用下的Carr-Helfrich效应对此现象给出定性解释,认为非对称光强分布来自于样品中产生的非对称相位光栅。液晶中非正弦调制的空间电荷场产生了非对称相位光栅。     

基于小波变换的光栅投影图的压缩

研究了基于小波变换的光栅投影图的压缩．首先介绍了三维形貌测量的光栅投影图及其需要进行压缩的原因;简介可用于图像压缩的小波余弦变换技术,利用haar小波和db7小波对光栅投影图进行小波变换．按照不同的压缩比保留最大的小波系数．实验结果表明此方法能有效地压缩光栅投影图,使用压缩后还原的位棚图解调出来的物体形貌信息能得到有效的保留,而且使用不同的小波进行压缩变换的效果有着很大的区别．