用FHF作空间滤波的波长变化相关检测

近年来由于新型空间光调制器特别是液晶电视的发展,以及全息光学元件的进步,使实时光学图象处理成为现实。于是以Vander Lugt匹配滤波器(MSF)为基础的二维图象相关检测的有关问题又受到重视。为使光学相关器可以机载和用于空间站,一个问题是激光光源要小型化;另一个问题是光学系统要轻小和调整简便。Shen等人研究了用一种波长的激光     

光电混合取阈反馈的二维图象联想存储器

联想式信息存储及恢复被认为是并行运算和人脑记忆及识别功能的基础。由于光学运算的快速、大容量、并行和空间互联等特性,自Hopfield于1982年提出联想存储模型后,以神经网络为模型的光学信息处理引起人们的极大兴趣。光学神经网络可以模拟人脑的某些功能,如以部分或形变的数据恢复整体无畸变图象的内容寻址功能等。现行的模型有两种形式:     

全息电影和微粒乳胶

1977年10月中旬,在法国斯特拉斯堡召开的全息术和相干光学国际会议上,苏联制作的大型显示全息图和全息电影十分引人注目。高质量的大型全息图要求胶片具有极细的颗粒,而且在记录和放映全息电影时均需要直径达20厘米的透镜。人们希望既缩小照相乳胶颗粒,又保持胶片的较高灵敏度。目     

硅单晶微缺陷直接观察X射线形貌图的光学处理

一、引言 过去我们曾讨论了关于周期结构的电镜图象的光学处理和增强,这种方法只能处理局期结构这一类的特殊照片,客观存在着许多非周期结构的图象,用光学方法进行处理是许多学者十分关心和研究的问题。     

基于单层胶体晶体的功能性二维有序阵列研究进展

二维有序微纳米结构阵列往往呈现出有序图案化结构所带来的新颖或增强的性质,由胶体球自组装而成的单层胶体晶体已被广泛应用于二维有序微纳米结构阵列的可控制备.这种方法具有简单、高效、适用范围广等诸多优点,因而愈来愈受到人们的关注.本文简要综述了近年来基于单层胶体晶体的功能性二维有序阵列的研究进展,主要包括二维光子晶体传感器、等离激元纳米阵列、太阳能转换器件、光学与光电器件、表面浸润与黏附以及生物医学材料等方面的最新成果.其中着重介绍了本课题组在Zn S纳米碗阵列、异质结构Ag_2S-Ag纳米碗阵列、异质结构TiO_2纳米棒@纳米碗阵列以及方解石单晶微透镜阵列等方面所取得的一些研究进展.     

湍流大气中相干光照明传象系统的信息量

大气湍流对光学传象系统成象质量的影响是人们当前十分感兴趣的课题。本文综合考虑大气湍流对传象系统所传图象的的信息自由度N_(dof)和图象信噪比(SNR)的影响,用象的光学信息量N=N_(dof)log_2(1+SNR)全面分析了湍流大气对系统成象质量的影响。处于湍流大气中的透镜系统的瞬时物0(ρ_1)与象1(ρ_2)的关系为     

利用散斑掩膜实现图象加减

图象的加减运算是光学处理的一个重要课题。早在70年代以前,就有若干文献报道。自从Francon等人1971年提出利用激光散斑进行图象处理以后,这种技术开始向实用阶段发展。然而,在他们的方法中仍然存在着一些困难。其中最主要的问题是,当把一张透明片移     

超表面多维光场调控及基于机器学习的优化

作为一种亚波长二维人工微结构,超表面在更加集成化的平台上实现了新的光学现象及对光场灵活、多维的调控.与光场单维调控的超表面相比,能够实现光场多维调控的超表面在许多实际应用中都展现出明显的优势,例如光学全息成像、超分辨成像及矢量光生成等.然而,实现多维调控的超表面通常具有更复杂的设计,基于机器学习优化可以有效降低超表面的设计难度并实现更高精度的多维调控,因此受到广泛的关注.本文首先对实现多维调控的超表面进行了分类和总结,随后详细介绍了基于机器学习的新型光场调控方法.基于机器学习优化的超表面进一步增大了光场调控的自由度,有利于集成光学器件的发展.     

相似等参单元

在二维的有限单元法里,为了解决内角大于π的边界角点上解的奇性问题,发展了无限相似单元法.文献[1,2]用于解决LaPlace方程的边值问题,文献[3]用于解决二维线性弹性断裂力学问题(这时裂纹尖端的内角等于2π)。这些工作的要点在于利用相似三角形单元有相     

快速估计二维ARMA模型参数的空域递归算法

二维(2D)自回归滑动平均(ARMA)模型及其参数估计在图象分析、综合、分类、编码和二维谱估计等方面具有广泛应用。英国学者Wellstead等人,在1987年提出这样一个问题:是否存在某些移不变特性使2D ARMA模型参数估计得以快速实现?本文将对这个问题给出一个肯定的答案。     

全息摄影奇观

纽约艺术家鲁迪·伯克豪特创作的一幅全息照片——一张记录激光图形的照片,在一块玻璃板上显现出立体图象,如同雕塑一样魔术般地漂浮在空间。当观众变换位置时,能看见不同的影象和颜色。激光全息摄影术在二十年前被发明之后,很快就成了艺术家的一种工具,商业和工业上的应用也在日益增长。这是一个很容易犯的错误,许多人都弄错了。当     

10 Gb/cm3小型化体全息数据存储及相关识别系统

简述了体全息数据存储的最近研究进展, 讨论了体全息存储系统小型化、实用化的关键技术, 并对全息存储系统的结构、复用及寻址方式进行了优化, 在此基础上研制了小型化体全息存储及相关识别系统, 其存储密度达10 Gb/cm³, 兼有多页面高速并行相关识别处理功能, 识别速率大于2000幅/秒; 提出的动态散斑复用的新概念及动态散斑-角度混合复用技术, 其复用灵敏度比单纯角度复用灵敏度提高了8倍, 为进一步提高存储密度提供了有效途径, 展示了体全息存储系统在海量存储及光学并行处理领域具有很大的应用潜力.     

透镜化引力波的散射问题及其应用

引力波的直接探测开启了引力波天文学时代.引力波传播路径中的大质量天体,例如黑洞、星系、星系团会散射引力波,发生引力透镜化引力波现象.这种现象包含动态引力场(引力波)、静态引力场(透镜体)以及宇宙学信息.透镜化引力波是引力波探测器重要科学目标之一.本文介绍了利用测地线方程、透镜方程和波动方程研究透镜化引力波的定态散射问题,回顾了利用透镜化引力波-电磁波系统研究引力波张量特性、干涉和衍射效应,以及其在引力波速度、哈勃常数、宇宙曲率、透镜体质量和子结构等方面的应用.     

二元光学及其应用

长期以来,提起光学元件,人们很自然地想到透镜、反射镜、棱镜和光栅等。80年代末,随著计算机辅助设计(CAD)和超大规模集成电路制造技术以及离子束蚀刻技术的迅速发展,出现了一种新的光学元件的制作方法,被称为二元光学技术,它可以制作出—些有特殊功能且高效率的衍射光学元件,本文介绍了这种元件的基本原理、制作方法以及它的一些应用。     

计算光学相位成像:从干涉数字全息到光强衍射层析

<正>自400多年前问世以来,光学显微技术经历了不断地革新,已从Leeuwenhoek时代简单的单透镜装置发展成为一种极为重要且精密的观察与计量科学仪器,广泛地应用于生物医学、工业生产、材料化工与科学研究等领域.2014年,诺贝尔化学奖授予了超分辨率荧光显微技术^[1].该技术突破了光学显微镜衍射极限的限制,将荧光显微成像的分辨率带入纳米时代,极大地推动了生命科学和基础医学的发展.除分辨率外,光学显微镜面临的另一大挑战是对比度传统显微镜受强度(振幅)探测机理所限,对无色透明物体(如细胞)的成像依赖染色标记.而在研究活细胞的生理活动及其长时程动态过程时,无标记显微是一种最为理想的探测手段1932年,Zernike发明了相差显微镜:通过空间滤波原理极大地提高了透明物体在镜下的可分辨性,Zernike也因此获得1953年的诺贝尔物理学奖^[2].但时至今日,该技术仍局限于二维定性观测,无法实现三维定量测量,发展较荧光显微技术明显滞后.     

基于声透镜的三维同时光声层析成像技术

提出了一种能实现连续分布物体的三维同时光声层析成像的新方法, 利用一个具有二维并行成像能力而且具有较大焦深的声透镜, 把一个三维物体并行成像在声透镜的像面上. 由于声透镜具有较大焦深, 可以把不同物面的光声信号准确成像在同一像面. 根据成像系统的正弦定理, 同一物面所产生的光声信号同时到达像面, 而不同物面所产生的光声信号需要不同的时间到达同一像面, 由于光速远大于声速, 因此可以利用时间分辨技术实现三维物体的同时光声层析成像. 实验结果表明, 该成像系统可以同时获得三维物体的不同层面的层析图像.     

分散极点配置的一种代数几何方法

熟知,多通道控制系统的分散镇定和分散任意极点配置问题应用固定模方法已从理论上获得彻底的解决。然而,由于必须涉及到求系统的所有振型,所以这种方法从实用观点考虑并不令人满意。本文则应用代数几何技巧重新研究多通道系统的分散极点配置问题,获得了该问题有解的充分条件:一组线性矩阵方程只有零解。该条件与已有的其它条件相比的一     

Threshold segmentation method with 2-D histogram based on multi resolution analysis

鉴于二维直方图阅值分割方法利用灰度的空间相关性取得高的分割效果和多分辨率阈值分割方法具有阈值搜索灵活高效的特点,提出了一种基于多分辨率的二维直方图自适应阈值分割的结合方案,降低了二维直方图计算复杂度,提高了多分辨率阚值方法的搜索精度.实验结果表明,该方法取得的分割结果与二维直方图方法基本一致,计算复杂度随分辨率的级数成指数下降.     

Banach空间的无限维可分商

在泛函分析中有一个基本问题:是否每一无限维Banach空间都有一个无限维的、可分的商空间?该问题长期未获解决(见文献[1]和[2]等).定义1 设X是无限维Banach空间,如果存在X的闭子空间M,使得商空间Y=X/M是无限维的,并且按商范数拓扑是可分的,则称X有无限维可分商.定义2 设B(Y,X)表示由Banach空间Y到Banach空间X的有界线性算子的全体;     

二维过渡金属二硫化物的能带调控

二维过渡金属二硫化物(transition metal dichalcogenides, TMDCs)因其原子级平坦的表面、可调的能带结构等优势而在光学、电学、热学等领域受到广泛关注,并且为解决传统硅基晶体管尺寸进一步微缩面临的挑战提供了新的机遇.能带工程是调控二维TMDCs材料电子结构并研究其物理学特性的重要手段.本文从本征调控和外部调控两个方面综述了近年来二维TMDCs材料中的能带调控策略,主要包括本征层数调控、零维点缺陷调控(晶格空位构筑、掺杂/合金化)、施加应变、构筑异质结等.在现有研究成果的基础上,对未来的研究方向进行了展望.