动态物体真彩色全息图的研究

利用集成照相彩虹全息相结合的技术我们进行了动态物体真彩色全息图的研究，本文较主详细地介绍在记录介质为全色和非全色两种情况下动态体彩色全处图的记录技术。     

三维物体空间再现技术中的全息图计算

全息空间再现技术可以记录三维(3D)物体并在空间重构出三维像,是真实地再现三维场景的一种新的可行方法。三维物体全息图的计算是全息空间再现技术中的关键技术之一。本文在简要论述三维物体计算全息技术的理论基础上,对具有代表性的三维物体全息计算方法的原理和技术要点进行了重点论述。采用了层析法、菲涅耳波带法、多视角投影合成全息法等三种方法进行了三维物体全息图的计算,并利用LCR-2500空间光调制器及650 nm的150 mW半导体激光器对层析法计算的三维物体全息图进行了光电再现,对其它两种方法获得的三维物体全息图进行了数值再现,并三种计算方法各自的特点和局限性进行了具体的分析。在对目前三维物体计算全息技术中存在的硬件和算法等关键问题进行分析的基础上,讨论了提高三维物体计算全息图的效率和质量的有效途径。     

用全息透镜实现自参考光全息

一、引言自参考光全息术是利用物体表面散射光波的一部分形成物体的象,另一部分作为参考光记录象面全息图。这种象面全息图可以用扩展的白光照明再现。这种记录方式的优点是:①可以利用相干光程较短的激光记录,②物体有微小振动不影响参物光束的光程差;③记录高速运动的物体时,因物体运动产生的都卜勒频移没有影响。在文献[1,2]中,已报导了若干自参考光全息的记录光路。这些系统的共同点是利用普通透镜成象,其缺点是参考光弱,不能获得优质的全息图。在文献[2]中虽已提及用全息透镜实现自参考光全息,但它是用近轴全息透镜,参物夹角很小,再现象受照明光的影响。本文提出用离轴角较大的全息透镜记录自参考光象面全息图,克服了上述各种缺点,能获得最佳参、物光束比。这是由于近年来在全息干板处理方面发展了一些新的技术,可以获得所需要的衍射效率,这样用全息透镜实现自参考光全息,就可以根据不同的情况得到最佳的参、物光束比,得到高衍射效率的全息图。     

运动调制参考光实时全息测量位移方向研究

提出用物体运动调制参考光实时全息测量物体位移方向的理论、方法和技术。用一束近似平行的光照射贴有反射镜的物体,由两者分别反射到全息干版上的物光和参考光相干涉形成和记录实时全息图。用原记录光束照射全息图,使试件沿一定方向位移,通过实时全息图观察到的实时干涉条纹会随观察点的移动而移动。物体位移方向、干涉条纹位移方向和观察点位移方向之间有确定的关系,推导了这种关系的数学表达式。根据这种关系归纳出了测量物体位移方向的基本法则。用不同试件完成了测定位移方向的实验,验证了所提出的新理论、新方法和相应新技术的正确性。     

数字全息三维显示关键技术与系统综述

三维全息显示能够表现出与真实物体一样的深度和视差,是一种理想的三维显示方法.但是,三维物体计算全息图计算复杂且计算量巨大,因此,如何快速生成三维物体计算全息图是数字三维全息动态显示中的关键问题之一.本文首先论述了数字全息三维显示的关键技术,包括物点散射法、体视全息法、层析法等三种三维物体计算全息图实现方法,一种RGB分离的真彩色全息显示实现方法和若干提高全息再现像质的方法;然后对几种最新典型的数字三维全息显示系统进行了技术分析;最后总结了数字全息三维显示领域的发展动态,指出三维全息显示技术会朝着实时、动态、更大尺寸、更高分辨率方向发展.     

单光束分波前调制参考光两次曝光全息测位移方向

本文提出用单光束分波前调制参考光两次曝光全息测量物体位移方向的方法。在两次曝光全息图的记录过程中，置物体一侧的反射镜作微位移，反射镜反射的参考光被调制，由此记录的双曝光全息图含有物体位移方向的信息。在测量光路统中，设置了两张全息干版，一张用于记录单光束分波前调制参考光两次曝光全息干涉图；另一张记录非调制双曝光全息干图。前者用来分析物体的位移方向，后者用于计算物体位移的数值。通过分析，从理论上确定了物体位移方向与反射镜位移向之间的基本规律。文中着重阐述了位移方向的测量原理，导出了相关公式，给出了实验结果。     

计算全息图的基本理论与制作

与传统光学全息相比,计算全息图因具有极高灵活性,制作简单并且能够记录实际不存在物体的特点而被广泛应用。越来越多的专家和学者致力于研究计算全息图。在介绍计算全息基本理论后,采用四阶迂回相位编码方法,基于MatLab平台分别制作了傅里叶二元计算全息图和菲涅耳二元计算全息图。再现实验中得到的再现像直观明显,对研究和开拓计算全息图更广泛的应用具有参考价值。     

采用KNSBN:Ce光折变晶体同时记录物体的两种全息图

由于KNSBN：Ce光折变晶体对He－Ne激光有较强的非线性效应，在双光束耦会放大中有较大的耦合放大系数，在全息记录中又可达到较高的衍射效率，且易生长，加工，又由于He－Ne激光的实用性和稳定性，因此KNSBN：Ce光折变晶体在全息存储等方面将会得到更普遍的应用。无论是透射或反射的体积全息图，当全息图再现时，只有满足布喇格条件，全息图才可以产生一个再现象，在通常的全息记录条件下，若不采用特别的措施一般难以同时制作透射和反射全息图，因此也无法同时得到这两种全息图的两个再现象。在使用KNSBN；Ce光折变晶体的全息实验中，我们发现：由于晶体内表面的反射，人射的物光除大部分透射外，还有小部分反射。这束反射光虽然相对其人射物光或参考光而言很弱，但是在一定的条件下，这束微弱的反射物光仍然可以在和参考光的双光束耦合中得到放大并形成具有较高衍射率的全息图。在文献”‘中我们已分析讨论了利用晶体的人射光以及由晶体内表面的反射光作为泵浦光简单地产生相位共扼光的方法。这里我们进一步提出，用KBSBN：Ce光折变晶体作为全息记录介质可以在记录物体反射全息图的同时，又记录物体反射光而产生的透射全息图．     

三维物体全视差全息体视图的快速计算

针对传统全息技术对三维数据源要求高、计算量大以及实现速度慢等问题,提出了一种三维物体全视差全息体视图的快速计算方法。该方法对全息面和再现面分别进行空间分割和频谱采样,通过迭代傅里叶变换算法计算多个基元全息图,叠加构成全息图单元。由摄像机获取三维物体不同角度的二维视差图像,基于人眼双目视差立体视觉原理,构建视差图像与全息图单元的对应关系。最后,利用全视差图像调制全息图单元中对应衍射方向的基元全息图,快速合成三维物体全视差全息体视图。基于液晶空间光调制器构建的光学系统对全息体视图进行了再现实验。结果表明,与传统全息图计算方法相比,本文方法容易获取数据源,计算量较小,能够快速计算全息体视图,实现三维物体不同视角图像的再现。     

辅助干版微角位移调制全息法测机械变形方向

提出用辅助干版微角位移调制全息法测量物体的机械变形的方向。在测量光路系统中 ,设置了两张干版 ,一张辅助全息干版用于记录被测物体的被辅助全息干版自身微角位移调制的双曝光全息图 ;另一张全息干版用于记录被测物体的非调制双曝光干涉图。前者用于分析物体的变形方向 ,后者用于测量物体的机械变形量。文中着重阐述了机械变形方向的测量原理 ,导出了相关公式 ,给出了实验结果     

Development of two color laser diagnostics for the ITER poloidal polarimeter

Two color laser diagnostics using terahertz laser sources are under development for a high performance operation of the Large Helical Device and for future fusion devices such as ITER. So far, we have achieved high power laser oscillation lines simultaneously oscillating at 57.2 and 47.7?μm by using a twin optically pumped CH(3)OD laser, and confirmed the original function, compensation of mechanical vibration, of the two color laser interferometer. In this article, application of the two color laser diagnostics to the ITER poloidal polarimeter and recent hardware developments will be described.     

多元回归法激光显示颜色系统的建立

通过分析大量实测的显示器与激光电视输入(R,G,B)与输出(L,a,b)数据之间的对应关系,通过设备无关的色空间Lab,采用多元回归法建立激光电视与显示器的色空间转换关系模型。在这些转换的基础上,实现了显示器预测输出效果即激光电视的输出效果,使激光电视的输出颜色能准确复现显示器的颜色,真正实现所见即所得。     

大屏幕激光显示系统中光纤混色技术的耦合过程分析

介绍了在大屏幕激光显示系统中光纤混色技术的原理，并且通过实验方法讨论了在激光和光纤耦合过程中透镜的选择、数值孔径的匹配、消色差组合透镜的作用、对入射光线的要求和光能的损失等问题，从而能提高激光经光纤混色后的光束成象质量。     

手持式激光光色性能测量系统实现及误差分析

鉴于激光波长相对固定的特性,采用一种新的测量激光光色性能测量方法,设计出基于单片机的手持式高精度激光光色性能测量系统。该系统可实现不同波长激光光色性能测量,通过系统初始化时波长输入来提取相应光谱三刺激值,而后进行参数计算。对测量系统进行了实验误差分析,由系统验证结果及误差分析表明,该系统可实现低成本制作,所述测量原理能完成对色空间坐标、光照度、色温等光色性能参数的高精度测量。     

激光显示的原理与实现

基于三基色激光显示具有亮度高、色彩鲜艳、清晰度高等特点,给出了大屏幕激光显示技术的原理,介绍了本实验室应用波长分别为671 nm、532 nm和473 nm,功率为1.3 W,0.32 W和3.5 W的红、绿、蓝固态激光器制造的大屏幕激光彩色电视。针对激光显示中干涉散斑现象和颜色失真提出的瞬间小视场变波前消干涉方法和颜色扩展方法,在实验中取得了良好效果。     

ABS材料红外激光打标工艺参数分析

分析激光打标工艺参数对不同颜色基底ABS材料激光打标效果和质量的影响。采用Nd∶YAG1064nm端泵激光打标设备,使用不同功率、频率、焦距等参数,分别对白、粉、红、蓝和黑5种基底颜色的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料进行红外激光打标,并对打标后材料的微观结构进行了表征。结果表明,不同颜色的ABS材料的打标性能各不相同,ABS材料的基底颜色对激光打标效果影响较大。实验获得了不同基底颜色ABS材料激光打标的工艺参数,为进一步研究提供借鉴。     

嵌入式DSP激光雷达距离图像处理系统

介绍了一种基于数字信号处理器（DSP）的嵌入式激光雷达图像采集系统的实现原理、硬件结构和软件设计。系统用双口RAM和CPLD采集激光雷达距离数据，经过伪彩色编码后距离图像显示在彩色液晶上。系统用DSP对距离图像进行二值化和非线性滤波处理后，通过连通域搜索提取出目标区域。实验结果表明该系统可满足激光雷达性能测试要求，为激光雷达成像系统研制提供了可靠的现场测试工具。     

LCOS激光投影显示亮度均匀性和色度均匀性的测量及校正系统

为了提高激光投影显示画面的亮度均匀度和色度均匀度,提出了一种对灰度值很大和很小的像素点采用大压缩率,并尽可能多地提高中等灰度值的方法.搭建一个由投影显示、相机和计算机构成的闭环系统对应于此种方法,以达到亮度均匀度和色度均匀度矫正的目的.实验和分析表明,通过该系统,投影显示的整个屏幕的亮度均匀性和色度均匀性得到了很大提高...     

基于激光扫描和SFM的非同步点云三维重构方法

室外场景具有测量数据量大、扫描数据易重叠及建筑物表面信息复杂等特点,单靠激光扫描方法能够获得场景精确的深度信息,但缺乏颜色和纹理信息,利用从运动中恢复结构(SFM)方法可获得丰富的彩色信息,但重构精度不高,若将两种设备固定进行在线实时同步测量,易受到测量环境和系统制约不易实现。针对此问题,提出了一种基于激光扫描和SFM结合的非同步点云数据融合的三维重构方法。首先,提出利用手动选择控制点进行7自由度初始配准,再利用迭代最近点(ICP)算法对初始配准结果进行精确配准,最后利用最近点搜索算法将分布在经基于面片的多视图立体视觉(PMVS)算法优化后的SFM数据中的颜色信息与激光扫描的点云坐标进行融合。实验结果和数据分析显示,本文的方法能有效地将激光扫描与SFM点云数据进行融合,实现了室外大场景的三维彩色重构。     

用双结型硅色敏电池测量激光波长与功率

介绍了一种用双结型硅色敏电池作为探测器,同时测定激光波长与功率的方法,讨论了由探测器,光电流放大器,A/D转换接口及计算机组成的激光测量仪的性能与特点.在测量时,该仪器先测出光波长,并由计算机自动进行探测器的光谱灵敏度校正.波长测量误差在±2.5nm内,光功率的测量误差在±2.5%内.