基于双正交小波的光阑小波滤波器

提出了一种应用于4f光学系统的光学小波滤波器的设计与制作方法.结合光学信号的优势与小波变换的优点,利用双正交小波的共轭镜像特性构造出了频域形式的分解和重构滤波器.通过将滤波器放置在4f系统的频谱面上对图像成功实现了二维分解和重构.另外还根据信息处理要求和采样器件的特性,制作了振幅型和位相型两种小波滤波器.这两套滤波器都...     

一种无轮廓像干扰光学加密系统

将光学中的干涉与衍射原理相结合,提出了一种新的光学加密系统。该光学加密系统将图像信息隐藏于两个相位板(POM)及一个振幅板(AOM)中,其中振幅板使用计算机随机生成,两个相位板则通过解析方法得到。解密时,使用相干光照射两个相位板,并通过分束镜使二者的衍射光场进行相干叠加,此干涉场被振幅板调制,再经衍射一段距离后所得衍射场强度即为原始图像,此图像可以采用CCD等图像传感器件直接记录。本方法不但消除了先前提出的基于干涉原理加密方法存在的"轮廓像"问题,也对部分密钥泄露攻击具有很强的稳健性,具有较高的安全性。此外,本方法原理简单,加密过程无需迭代,解密系统易于物理实现。计算机模拟结果证实了本方法的有效性。     

基于级联延迟干涉结构的可重构光学滤波器

文章提出了一种基于多级级联延迟干涉结构的可重构光学滤波器,可实现滤波带宽的调节。该级联干涉结构可重构为两类滤波器:一类为单次延迟干涉器,通过增加延迟量可实现滤波周期和带宽的调节;另一类是多次延迟干涉器,通过改变级联级数和光开关的分光比可实现固定滤波周期的带宽调节。采用传输矩阵方法建立了该延迟干涉滤波器的理论模型并进行了模拟仿真。二次和三次延迟干涉器测试结果表明,阻带滤波带宽变化大于1/3个滤波周期。     

一种新型的高性能50GHz光纤光栅滤波器

提出了一种新型的能同时实现光学滤波和色散补偿的50GHz光纤光栅滤波器。采用基于LP算法的IS光栅设计方法，按照50GHz信道间隔的DWDM系统要求设计了具有不同色散补偿距离的光纤光栅滤波器。结果表明，所设计的光纤光栅性能优良，完全满足系统要求。     

针式光栅头光学可变图像打印系统的设计

本文提出了针式光栅头光学可变图像打印系统的原理和设计方法 ,分析了光学可变图像的特性 ,指出该系统不仅可以打印普通平面图像 ,更能设计打印光学可变图像和体视对立体图像 ,研制了该系统并给出了光学可变图像的打印实验结果。     

信息安全中的光学加密技术

光学加密技术作为一种新的加密手段,近年来得到了快速发展,成为现代加密技术的重要研究内容之一.简要概括光学加密技术的产生和发展过程.就影响较大的几种光学加密技术,如双随机相位编码方法、基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统以及基于相位恢复算法的加密技术等作了分类评述和讨论.介绍各种加密方案的技术特点和实现方法,讨论实际应用中尚存在的问题,并对其应用前景作了进一步阐述.     

用两次曝光相移全息干涉实现光学幅相转换

提出一种实现光学图像由纯振幅型转换为相应的钝相位型的新方法。该方法基于2次曝光光折变相移全息干涉,在光学4-f系统中,用振幅型空间光调制器(SLM)输入振幅(或强度)图像,用光折变晶体作为全息记录介质,经过2次曝光相移全息干涉记录,再由原参考光再现读出,可在输出面上得到与输入图像相应的空间相位分布。该方法可在光学信息处理相关领域应用。阐述了该方法的基本思想,进行了理论分析、计算机模拟和光学实验,实验结果与理论分析一致,表明该方法是可行的。     

基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术

为实现光学元件表面微小粗糙度的精准、详细检测,研究基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术。该技术采用基于集成光学干涉成像技术对光学元件表面干涉成像,通过改进的Niblack二值化算法提取元件表面干涉图像条纹信息,并基于节点迭代的去毛刺方法细化处理干涉条纹,利用最小二乘方法拟合干涉条纹,获取最小二乘拟合直线得出评定基准,建立评定表面粗糙度的高度参数和间距参数的数学模型,完成粗糙度检测。测试结果显示:该技术干涉成像能力较强,生成的光学透镜元件干涉图像弧度与边缘较为清晰,可有效去除干涉条纹毛刺,检测光学元件表面粗糙度时的真正类率最大数值已达到1.0。     

全场高分辨生物组织光学层析成像

建立了一套全场光学相干层析(FFOCT)系统,以实现对生物组织和细胞的高分辨层析成像。该光学系统基于Linnik干涉显微结构。不同于现有FFOCT系统采用光纤束照明方式,采用卤钨灯照明和大数值孔径显微物镜成像,压电陶瓷(PZT)移相,面阵电荷耦合器件(CCD)采集干涉信号,由5步移相算法获取层析图,最终合成三维图像。对整套系统的性能进行了详细的阐述与分析,并通过对洋葱表皮细胞和盆栽树叶的光学层析实验,验证了本系统的可行性和精确度。通过对集成电路内部芯片(英特尔奔腾4,横向分辨率达0.8μm)成像,证明了该系统的分辨率可达到0.7μm×0.5μm(横向×纵向)。提出的系统分辨率高、成本低、结构简单便于调节,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。     

光学实时指纹识别系统高通滤波特性的研究

提出了活体指纹实时录入时指纹图像的圆形光栅模型，得到了该模型的傅里叶频谱和滤去各级谱所需的滤波器直径的数值结果，并对光学实时指纹识别系统的高通滤波特性进行了实验研究。     

基于光栅成像投影的微位移检测方法

提出了一种基于光栅成像投影的微位移检测方法，利用光学傅里叶变换原理给出了具体的理论分析。准直激光束照明的光栅通过一个4f系统成像投影在被测物体表面上，光栅投影经过被测物体表面反射后由另一个4f系统成像在探测光栅上。探测光栅由一个透镜组成像在光电探测器上，其中采用由起偏器、光弹调制器和检偏器组成的偏振调制单元对探测光强进行调制。通过在4f系统的频谱面上设置滤波光阑，在光电探测器上获得了与被测物体的微位移成正弦关系的光强变化，检测出光电探测器上的光强变化即可以获得被测物体的位移量。实验验证了该检测方法的可行性，其重复测量精度小于25nm(1σ)。     

单次曝光制作多维θ调制全息物片

给出了一种单次曝光制作多维θ调制全息物片的新方法.该方法采用4F光学系统和空间滤波技术,用单色平行光垂直照射4F光学系统物平面上的θ调制物片样品,在频谱面上放置只允许±1级频谱通过的滤波器,每一种排列方向的±1级频谱在像平面上形成与该种频谱对应的θ调制物片样品区域的像,且在成像区域形成该±1级频谱的干涉条纹.用记录介质...     

基于计算全息的双随机相位图像加密技术

基于计算全息,结合4f系统双随机相位图像加密技术,提出了一种图像加密以及传输的新方法。分析了计算全息(CGH)记录图像独具的扩频效应及特有的解密密钥,并实现了针对全息图不同的频谱单元及组合,采用原相位板、共轭板以及两者的有序组合作为解密密钥的计算机模拟,研究了其抗噪性能,新方法提高了图像加密的安全性。     

双频虚拟光栅投影三维测量技术

莫尔三维测量中的傅里叶变换轮廓术(FTP)采用单一频率进行测量,存在着由于待测物体高度变化率过大引起的相位解调困难问题。为解决该问题提出了利用双频虚拟光栅投影的三维测量方法。通过双色光干涉同时形成双频虚拟光栅,将双色干涉条纹投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形彩色干涉条纹。变形的彩色干涉条纹经过光学接收系统成像在彩色CCD探测器上。彩色CCD探测器所接收到的是双色光通道复合的变形虚拟光栅图。通过色度学方法对同一幅彩色变形虚拟光栅图的不同色光通道进行分离,并对分离后的双频虚拟光栅调制图进行综合。既兼顾了效率,又有效地解决了被测物体高度变化率过大引起相位解调困难的问题。     

基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量研究

纳米位移测量技术是实现高精度纳米制造的基础。激光自混合干涉为精密纳米位移测量提供了一种结构简便、成本低廉,同时测量精度可达纳米量级的精密位移测量方法。区别于传统基于反射镜或散射面为反馈元件的激光自混合干涉测量方案,研究了一种基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量方法,该方法的位移测量结果以光栅的周期为基准。实验测得了在弱反馈强度条件下的光栅自混合干涉信号,通过阈值设定的方法确定位移方向的反转点,结合反余弦的相位解包裹算法处理光栅自混合信号,获得了对应的位移测量值。最终采用商用激光干涉仪与自组装的光栅自混合干涉仪进行位移测量数据的比对测量,实验结果表明,经过线性修正后,其位移误差不超过0.241%。     

基于计算全息的串联式三随机相位板图像加密

本文提出一种串联式三随机相位板图像加密的新方法,该方法充分运用计算全息记录复值光场的特性以记录加密图像,在传统的双随机相位加密系统基础上,置人第三个随机相位板在输出平面上,对输出的计算全息图进行相位调制加密,引入了新的密钥,获得很好的双密钥效果!同时由于计算全息周再现的多频特性,解密须正确提取单元频谱,进一步提高了图像...     

基于联合变换相关器和矢量分解的图像加密方法

为了提高基于联合变换相关器(JTC)的加密方法的 抗攻击能力,提出了一种基于 JTC和矢量分解的图像加密方法。在加密过程中,通过计算机预处理, 先将待加密图像进行了基于干涉原理的矢量分解,再利用基于JTC的 光学加密系统进行图像加密并记录加密图像。解密时,通过其中一个密钥解密联 合功率谱得到一幅纯相位图,再与另一个与明文相关的密钥进行相干叠加得到相 应解密结果。本文加密系统易于实现,通过矢量分解增加了一个与明文相关的密钥, 破坏了加密图像和原始图像间的线性关系,有效地提高了系统安全性。仿真实验 结果和分析验证了本文加密方法的可行性和安全性。     

激光剪切干涉系统的设计与应用

针对以光相干为基础的无损、非接触测量研究,利用沃拉斯顿棱镜(Wollaston prism,WP) 作为剪切元件,设计了共光路激光剪切干涉的方法并组建系统。本文详细分析了其各个部件对所得干涉条纹成像质量的影响,得到了获取最优干涉条纹所需要满足的一系列条件。随后利用组建的系统获得了透明方腔内流体在温度梯度作用下的对流涡胞结构以及温度分布情况,初步验证了该系统在此研究领域应用的可行性。在以上研究的基础上,配合图像处理及迭代算法技术,该系统在三维场的重建中有较大的应用前景。     

Optical image encryption using interferometry-based phase masks

A new and simple image encryption scheme and optical decoding technique are presented based on the principle of interference. An original image is encoded into two phase-valued images. The interference image between the two images produces a binary image, which has a two-level intensity value. The performance of the proposed technique is evaluated using computer simulations and optical experiments     

结合计算全息和频移的JTC系统多图像光学加密方法

为了提高JTC光学图像加密系统的实用性,解决其噪声问题,提高其加密效率和安全性,提出了一种基于计算全息和傅里叶变换频移特性的JTC系统多图像光学加密方法。首先多幅不同尺寸和类型的图像经过随机相位调制和傅里叶变换,然后傅里叶频谱经过频移相位调制后叠加并编码为二元实值计算全息图,最后经过JTC光学图像加密系统完成加密。解密时,加密图像经过4F系统解密获得计算全息图,二元实值计算全息图具有很强的抗噪性,可消除噪声,然后经过傅里叶变换获得多幅解密图像。仿真实验结果表明,该方法可实现多幅不同尺寸和类型图像的并行加密和解密,具有高加密效率,同时多幅图像互为密钥和双重光学密钥使得该方法具有很高的安全性。