GSP 插入LCOS 的可行性探讨

硅基液晶(LCOS)是最适合用于全息视频显示的空间光调制器之一,但是受限于小衍射角和低分辨率的特性,当前市场上的LCOS并不完全适用。近年来出现的超常表面(例如,间隙表面等离子体激元)具有独特的特性,提供了一种新的对光传播进行控制的方法。文中采用数值方法研究了在LCOS中插入超常表面结构,旨在解决小衍射角和低分辨率的问题。为了实用化,使用铝作为金属层、三氧化二铝层作为电介质层,生成GSP结构。首先,研究了铝在可见光频率的光学特性以及相应的法布里珀罗共振子模型。然后将初始GSP结构插入到LCOS中,得到液晶中的电场分布,进一步观察液晶中指向矢分布的变化。数值模拟的结果表明,所提出的结构对远场衍射光具有一定的影响,并且全息显示的视场角也发生一些改变。因此,这里提出的在LCOS装置中插入GSP的方案在技术上是可行的。     

基于透镜模型的部分相干光场相位检索技术

基于强度传输方程(TIE)的相位检索技术通过光学 与计 算的结合,利用强度信息恢复相位,避免了由于干涉法造成的分辨率、敏感性等问题,理论 和 实验证明是获取相位信息的一种可行途径。 这一方法是基于相 干照明假设前提推导出的,将TIE直接扩展到部分相干场是困难的,因为部分相干光 场对于时间是随机 波动的,需要使用点对之间的相关函数完整描述。结合部分相干光场的光学特性以及实际 成像中的透镜 相位调制作用,本文提出了一种基于透镜模型的部分相干照明下的相位检索新方法,并给 出了一致照明和 非一致照明下的相位检索结果。实验验证了新方法的合理性和正确性。新方法的提出,扩展 了传统的基于TIE的相位检索方法的应用范围。     

频域二元纯相位编码压缩成像

超分辨率被认为是光学成像和图像处理的"圣杯"之一.压缩感知理论的引入给出一种新的实现从单幅低分辨率图像的超分辨率重构方法,避免了传统超分辨率方法需要多幅亚像素图像的弊端.在分析压缩感知测量矩阵与光学成像系统之间对应约束异同的基础上,提出一种基于4-f光学架构的频域二元相位编码压缩成像方法,可以实现在单次曝光条件下获得的单幅低分辨率测量图像中实现超分辨率重建,不需要其他任何额外的信息采集.二元相位掩膜比均匀相位掩膜更容易物理实现,是压缩成像物理实现的一种更加可行的方案.模拟实验表明提出的方法可以有效地捕获图像的信息与高精度重建.此外,对于大尺度图像重建,该方法在重建时间方面优于Romberg提出的随机解调方法,在更符合实际方面的采样策略方面优于Yin提出的RecPC方法.     

ISP器件在高速通信系统中的应用

ISP器件具有集成度高、功能强、速度快、设计灵活和在系统逻辑重构等优点。为了改善数字通信系统发射和接收数据的同步性能，保证系统工作稳定、可靠，用ISP器件实现数字相关器。本文介绍了数字相关器的工作原理，电路设计方案和实现过程。针对通信系统中对速度的要求，在电路设计中采用了流水线技术，用Max＋PlusⅡ软件设计了十六位高速数字相关器。给出了十六位高速数字相关器顶层逻辑电路图及仿真波形图，由波形图可以看出，系统工作速度等于时钟频率。系统仿真正确后，用ISP器件实现了高速数字相关器。     

中国微米纳米 面向全息视频显示的深亚波长光栅耦合结构

本文研究了一种类MIM (metal-insulator-metal) 结构,用于全息显示装置,它的关键部分是铝亚波长光栅,该结构可以在可见光范围内调制反射光相位。众所周知,商业化的LCOS是广泛使用的空间光调制器,但是它通过液晶的光程差实现相位调制的机制不利于器件的进一步缩小以达到全息显示所需要的空间带宽。用亚波长光栅结构代替LCOS顶部电极层,虽然几何相似但是物理过程新颖的全息显示装置。当入射光进入金属光栅狭缝,一个典型的零阶衍射和深亚波长F-P共振被诱导。腔边缘的反射相位可以被有效的操纵通过由一个薄的中间电介质层构成的MIM结构,因为金属表面等离子激元对周围介质的变化很敏感。而且,为了适应未来视频全息显示的需求,我们研究了动态实时调制的可能性通过改变电介质层的介电常量。通常铝不被认为是有吸引力的等离子体材料,但是它资源丰富、便宜而且与CMOS兼容,它被广泛使用在空间光调制器中,例如LCOS。同时,众所周知铝等离子体特性对材料的几何形状很敏感。然而,我们的亚波长光栅耦合结构有效的克服上述这些问题,模拟结果已经证明当铝光栅中铝纳米棒从140nm变化到190nm时,相位调制量的影响很小,甚至可以被忽略,这对于实际制备提供了鲁棒的可能性,同时研究了不同光栅高度对实验结果的影响,仿真结果通过CST软件给出,证明仿真电介质媒介参数在液晶折射率变化率范围内可以达到0到2π相位调制在可见光范围,这为真实器件奠定了基础。     

基于图割的图像匹配算法

用标号表示视差,建立能量函数,把匹配问题转化为能量函数最小化问题;通过构造网络,使能量与网络的割的容量相联系;利用图的网络流理论给出能量函数的最小化,从而获得图像匹配的视差数据.与目前已有基于图割的匹配算法相比,本算法将标号从1维向量推广到2维向量,适用于更一般情形下的视觉匹配,并且在全局上获得能量函数最小.实验结果表明,所提的匹配算法准确率较高.     

DMD全息系统重构灰度级分数傅立叶全息图

论文提出一种基于DMD投影系统的全息重构系统,用VC++实现分数傅立叶变换全息图生成平台并生成灰度全息图,由DMD全息系统实现灰度级分数傅立叶变换全息图重构,验证了DMD全息系统的可行性。此系统可为动态全息显示提供硬件基础。     

基于非常稀疏随机投影的图像重建方法

将非常稀疏随机投影引入可压缩传感CS(CompressedSensing)理论,提出一种新的CS测量矩阵:非常稀疏投影矩阵。利用非常稀疏投影分布的渐近正态性,证明了新的矩阵满足CS测量矩阵的必要条件。该矩阵由于其构成的非常稀疏性大大简化了图像重建过程中的投影计算,从而提高重建速度。实验结果表明非常稀疏投影矩阵在满足一定测量数目要求的条件下可以精确重建。最后给出了新的测量矩阵与一般采用的高斯和贝努里测量矩阵的重建结果比较和分析。     

综合自适应阈值与多尺度的TV图像修复方法

基于TV模型的图像修复算法具有较好的修复效果，但其对参数的选取较敏感，且运算量较大。该文提出了一种综合自适应阈值与多尺度的TV图像修复算法，该方法不仅可以提高TV图像修复模型的修复稳定性，还可以进一步压缩运算量，提高修复速度。     

基于S变换的动态间谐波检测方法研究

间谐波是电力系统中一种频率为非整数倍工频的谐波.针对传统检测间谐波的算法及其存在问题,本文在讨论了S变换的优良性质基础上,提出了一种基于S变换的间谐波时频分析检测方法.仿真试验和实测信号分析表明,该方法可以精确地动态检测所有频率的间谐波,能很好地满足实际电网测试和分析要求.