用反射式空间滤波进行假彩色编码

假彩色编码处理通常都采用所谓4-f系统,即傅里叶光学变换系统。本文提出一种新的利用反射式滤波的光学处理系统,与典型方法比较,其主要优点是在系统中只需一块傅里叶透镜,使此方法具有操作简便,经济实用的特点。本文给出了对x光牙片用这新方法进行处理的结果。     

3D全息影像技术原理与研究挑战

3D(3-dimension)全息影像技术是一种将三维全息投影,3D打印技术和智能手术刀进行结合以实现人体的虚拟和再现的方法,具有高仿真性,高灵敏性,较高识别度的优点,是一种新型的虚拟成像,模拟实物的方法。本文介绍了全息影像技术的基本原理,被摄物体在激光辐照下会形成漫射式的物光束,利用光的干涉与衍射原理实现物体光波信息记录与再现,再利用一套基于单片DMD的无透镜式三维彩色全息投影系统,得到真彩色三维物体成像。搭载智能手术刀,实现虚拟人体,模拟触觉的效果。虽然全息影像技术的研究取得了一定成绩,但还有许多理论和实验方面的内容亟待解决,仍处于初级研究阶段,同时指出了该技术研究面临的诸多挑战。     

金属透镜垫密封联接螺栓载荷计算

压力容器在安全使用过程中,密封的实现是关键．目前容器的接管法兰多采用金属透镜垫密封。对于金属透镜垫密封来说,螺栓预紧力是影响密封的关键因素。文章据此对螺栓拧紧力矩、螺栓预紧力、工作条件下单个螺栓载荷进行了理论计算,并提出了检修技术要求。     

亚波长金属透镜结构的优化研究

随着纳米光学的兴起,为了适应集成光路的搭建,表面等离子体(Surface Plasmon,SP)器件受到了越来越多的关注,本文首先介绍了本章首先介绍了对称型金属透镜的结构,又根据透镜原理,设计了双面金属透镜结构,并用FDTD进行模拟仿真及优化,为以后金属透镜的设计以及理论分析提供了有力的实验证据。     

空域内数字图像增强技术研究

本文分别从图像的点运算、灰度直方图变换和空域滤波变换三个方面对数字图像增强技术进行了研究,图像的点运算采用了图像的线性变换和图像的非线性变换,空域滤波变换采用空域平滑滤波和空域锐化滤波,其中空域锐化滤波采用拉普拉斯算子和索贝尔算子,对增强技术在MATLAB中进行了实验仿真。     

利用液晶光阀进行实时傅里叶变换全息存储

本文提出一种较简便的实时傅里叶变换全息信息存储方法。利用液晶光阀的非相干—相干转换特性作为图像转换器件,直接进行书页、图片等资料傅里叶全息存储。实验证明了理论的正确性。     

当代我国光学工程领域的杰出科学家——访上海理工大学庄松林院士

上海理工大学庄松林院士,是我国著名的光学工程领域杰出科学家,长期从事应用光学、光学工程和光电子学的研究,设计了百余种光学系统及仪器,是国内率先开展光学系统CAD的研究者,对非相干光学信息处理及彩虹全息技术作了全面系统的研究。在复物体的位相恢复研究中提出多种光学方法,开创了该领域研究的新方向。在全息光学、微纳光学、梯度折射率光学材料、光栅衍射矢量模态理论、高密度光存储技术等研究中取得突出的研究成果。     

一种新型快速图像分形映射压缩算法

针对分形编码算法编码时间太长、精度控制需要细分等缺点提出对编码图像进行分级逼近的新的分形编码算法．对这一思想的可行性在理论上进行了有益的探索,给出了该算法成立的理论基础,并得出了任给一图像,都可以找出一组压缩变换,使得从任意图像出发,经该组变换压缩迭代后重构原始图像的新的构造性证明．给出一个新的具体实现分形编码的算法．实验表明,在提高压缩比和图像恢复质量的同时,运算时间也大大缩短     

大视场激光扫描系统

本文设计了大视场二维激光扫描系统。扫描系统以多面体转镜作为扫描器，F-θ透镜作聚焦系统。F-θ透镜不同于普通的光学透镜，通常用于激光扫描系统，将激光束聚焦，利用其线性扫描特性实现线性扫描，系统的扫描特性主要决定于F-θ透镜的聚焦特性。所设计的F-θ透镜系统实现了X方向356mm视场的扫描，分辨率达到35微米，y方向通过滚珠丝杠实现无限长度扫描。用CODEV进行了光学系统性能评价，系统的聚焦特性在整视场达到了衍射极限并满足系统要求。在现有的实验条件下，对光学聚焦系统进行了检测，在不同视场下的聚焦光斑直径都约为30μm，与光学系统理论设计参数基本吻合，而且符合F-θ特性，达到了预期性能。     

多ROI医学图像压缩的SPIHT算法

针对医学图像的应用实际,根据图像小波域系数的特点与人眼视觉特性,提出以多个任意感兴趣区域编码框架为基础,对感兴趣区域采用无损JPEG2000,并结合人眼视觉特性规定了系数扫描顺序,对非感兴趣区域采用小波变换与多级树结合分裂算法(SPIHT)。实验结果表明,该编码框架有如下优点:(1)可根据需求选择不同大小的感兴趣区域,同时在比特率比较低的前提下,仍可获得较为满意的重构图像质量;(2)实现方法简单有效,适应性强,可针对不同类型的图像进行处理;(3)具有很高的主观视觉效果。为医学图像远程传输和存储提供更为有效的方案。     

大视场激光扫描系统

本文设计了大视场二维激光扫描系统.扫描系统以多面体转镜作为扫描器,F-θ透镜作聚焦系统.F-θ透镜不同于普通的光学透镜,通常用于激光扫描系统,将激光束聚焦,利用其线性扫描特性实现线性扫描,系统的扫描特性主要决定于F-θ透镜的聚焦特性.所设计的F-θ透镜系统实现了x方向356mm视场的扫描,分辨率达到35微米,y方向通过滚珠丝杠实现无限长度扫描.用CODE V进行了光学系统性能评价,系统的聚焦特性在整视场达到了衍射极限并满足系统要求.在现有的实验条件下,对光学聚焦系统进行了检测,在不同视场下的聚焦光斑直径都约为30μm,与光学系统理论设计参数基本吻合,而且符合F-θ特性,达到了预期性能.     

几种二元光学器件的设计与研制

二元光学被誉为“90年代的光学”。它是基于光波的衍射理论,利用计算机辅助设计以及超大规模集成电路制作工艺,在基片(或传统光学器件表面)上刻蚀产生具有多个微小台阶深度的浮雕结构,形成纯位相、同轴再现并具有极高衍射效率的一类衍射光学器件。它以多阶位相结构近似相息图的连续浮雕结构。这种平面浮雕结构的二元光学器件具有重量轻、易复制、造价低等特点,而且在实现微小、阵列、集成以及任意波面变换等功能方面独具优势,从而使光学工程与技术在空间技术、激光加工、计算技术与信息处理、光纤通信及生物医学等众多领域中显示出重要作用及广阔的应用前景。以下简介我们所研究的几种有代表性的二元光学器件。     

可自动化成功分离单个细胞的“光电镊子”

分离单个细胞是一件困难的任务,但现在科学家已经找到了解决这一问题的简单方法:美国加州大学伯克利分校的华裔科学家吴明(音译)领导的小组,发明出一种“光电镊子”。该技术将亮度相对较低的简单光源同光电技术相结合,使科学家能够捕捉到他们希望研究的细胞。这一新技术可能有重大医学意义。吴明说“:我们的设计具有实用性。光电镊子与光学镊子不一样,它只采用像发光二极管一样的简单光源。”与采用激光束来捕获细胞的光学镊子相比,低亮度光源对周围细胞不产生破坏,这种低亮度光源使用的功率比激光功率少10万倍。目前,分离单个细胞的过程全…     

基于随机相位编码技术的光学安全系统的研究进展

近年来,光学技术在信息安全领域的应用研究得到重大发展,已经远远超出传统的全息防伪的范畴,吸引着越来越多科研人员投身到这一全新领域的研究,目前已提出一些能实现身份认证和信息加密的光学系统。在这些系统实现方案中,最引人注目的是由B Javidi等于1 995年提出并在近几年来渐渐发展起来的双随机相位编码光学加密方案.主要回顾这一技术及其进展     

量子纠缠态制备、操纵的实验研究

量子纠缠是量子信息学中最重要也是最为奇特的一个课题.在量子信息学中,量子信息的处理离不开量子态及其操纵,而量子纠缠态毫无疑问是各种各样的量子态中最重要的一种. 利用光子纠缠态开展了以下实验研究:(1)利用连续波激光束泵浦非线性晶体的自发参量下转换过程,制备出了双光子偏振纠缠态,具有较高亮度和纠缠度,并具有纠缠度可调谐的特点. 利用这种纠缠源,制备了量子信息学中一种重要的混合态——Werner态,采用的方案使得Werner态中纠缠的成分是可控制的.(2)利用线性光学元件以及路径比特概念的引入,在实验上用单光子实现了Buek-Hillery普适克隆机,实验结果表明,对任意的输入纯态,此克隆机输出的2份拷贝与初始态均达到5/6的保真度,与理论计算一致.(3)在实验上利用自发参量下转换系统制备的双光子偏振最大纠缠态及非最大纠缠态进行了CHSH不等式的检验,验证了对于2比特纠缠纯态,"纠缠"等价于"Bell不等式违背"这一结论.(4)除了局域隐变量理论之外,还有一种主要的隐变量理论——环境无关的隐变量理论(NCHV),关于这种隐变量,类似于Bell不等式,有一个Kochen-Specker理论,其主要内容是证明NCHV和量子力学的矛盾. 完成了一个用单光子实现的检验Kochen-Spcker理论的实验,实验结果证明了NCHV是不存在的.     

科技杂志要览(2)

关于动态电子光学时间像差理论的研究OntheTheoryofTemporalAberrationsforDynamicElectronOptics摘要:提出了直接积分法(DIM)研究动态电子光学成像系统时间像差的理论.以阴极面逸出的某一轴向电子初能为εz1(0≤εz1≤ε0max)的近轴电子轨迹为比较基准,给出时间像差的新定义,导出了动态电子光学成像系统时间像差系数的积分表达式.利用静电聚焦同心球系统理想模型的解析解检验了直接积分法(DIM)与τ变分法求解成像系统时间像差系数的表达式,并证明了两者的正确性与等价性.与τ变分法比较,直接积分法(DIM)给出的二级几何时间像差系数…     

Matlab仿真在光学教学中的应用探析

光学实验的计算机仿真在光学教学方面引起了广大教育工作者的广泛关注。由于教学和实验需要,各种仿真方式不断出现。本文系统地探讨了利用Maltab实现光学仿真的理论和方法,并详细给出了各种仿真结果。以杨氏双缝干涉、牛顿环干涉为例,模拟出了在这两种情况下的图样、光强分布曲线。模拟结果与理论相一致,对大学物理的光学教学起到了一定的促进作用。     

基于DCT算法变换的图像压缩技术研究

离散余弦变换(DCT)是一种映射变换方法,通过把图像中的各个像素从一种空间变换到另一种空间,达到图像压缩的目的。本文对基于DCT变换的图像压缩方法进行了研究,给出了基于DCT变换的图像压缩的基本原理及其实现步骤,并最终给出了图像压缩结果。     

红外模拟干扰环境下超广角波导光栅直透镜设计

为解决传统的光栅直透镜在红外模拟干扰环境下敏感和成像效果不好的问题,设计了一种改进的红外模拟干扰环境下超广角波导光栅直透镜,利用单自由曲面的折光能力实现光线准直出射,构建固定目标面均匀照明微分方程,采用切面迭代法求解单个自由曲面上的点坐标,根据能量守恒确定光源发光角,进行双自由曲面均匀准直照明,分析各接收面上的照度分布和光斑尺寸,在红外模拟干扰环境下,根据点到线模型中成像空间,构建红外模拟干扰下的超广角透镜模型,提高可透镜在红外模拟干扰环境下的成像能力和透射能力。仿真结果表明,该设计方案满足红外成像准线性区域范围要求,成像的像素保真度较好,克服了光学敏感性能,改进了成像效果,性能优越。     

层叠双频圆极化微带天线

本文给出了一种双频圆极化微带天线的设计。该天线采用层叠结构实现双频工作,单个贴片利用相位相差900的双馈点来实现圆极化。文中给出了天线的详细设计及实验结果,并进行了讨论。仿真和测试结果证明了该设计的有效性。