基于调制度分析的加权最小二乘位相展开方法

提出将条纹光强调制度分析和加权最小二乘法相结合进行二维位相全局展开的一种方法,在Ghiglia和Romero提出的基于离散余弦变换的加权最小二乘位相展开算法的基础上,根据条纹图像调制度分析确定加权最小二乘算法中的权矩阵,对调制度低的位相数据赋予低的权值,可以有效屏蔽无效位相数据对邻近区域的不利影响,该方法更充分利用条纹图像信息,算法稳健,可以实现完全自动的二维位展开,对实验数据的处理取得了较满意的结果。     

基于测地学腐蚀的去包裹算法

相位图像去包裹运算是三维形貌测量的重要环节,用于获得真实的相位分布。该文提出了基于测地学腐蚀的去包裹算法,首先根据包裹相位图像选取m ask与m arker图像,并在m ask图像的限制下对m arker图像进行测地学腐蚀运算,然后对腐蚀后图像的补集采取相同的腐蚀运算,以消除包裹相位图的阴影、断点等噪声,最后利用五帧去包裹算法对腐蚀预处理后的相位图进行相位恢复。实验表明,该方法有效地消除了相位图像中的断点、空洞和阴影等干扰因素,为实现高精度的表面形貌测量奠定了基础。     

小波变换光谱相干方法还原复杂光谱位相的理论研究

在对SPIDER还原方法进行研究的基础上,用数值模拟说明小波变换还原fs脉冲光谱位相的过程,通过对复杂位相的分解和还原,分析了Gabor小波变换对各阶光谱位相还原带来的误差,验证了小波变换还原光谱位相的精确性,分析采用小波变换来减少还原算法带来的误差,提出还原光谱位相中小波函数的选择及参数选择对提高精确度的重要性。     

铯原子D2线无多普勒噪声谱的测量

文章阐述了共振介质的吸收和色散特性导致光场的位相噪声向振幅噪声转化的原理;在速度选择光泵浦的作用下,共振频率附近介质的吸收进一步增强,位相噪声向振幅噪声转化更有效,在实验上得到了铯原子D2线不受交叉吸收线影响的无多普勒吸收谱和噪声谱.噪声谱中每个"M"都对应一条跃迁能级吸收线,中心的最低点严格对应共振跃迁频率.噪声谱可以作为一种高分辨率光谱,用于研究原子的能级结构,原子的吸收和色散,尤其是可以作为一种高灵敏度的探测光场的位相噪声的方法.     

基于离散余弦变换最小二乘法实现数字全息再现像的相位解包裹

采用离轴菲涅尔数字全息系统对栅格进行了全息图的数字记录和数字再现,并用离散余弦变换(DCT)最小二乘法对数字全息再现像进行了相位解包裹处理.在此基础上;增加了后处理过程,即对原始包裹相位的相应点加上或减去2π的整数倍,与此最小二乘算法所求得的解包裹相位进行比较,使二者之差的绝对值达到最小,将原始包裹相位做处理后的相位值作为解包裹相位的最后结果.对栅格的解包裹相位三维图和原子力显微镜扫描获得的三维图的对比测量和分析结果证明了经后处理的解包裹相位精度得到了有效提高.     

基于小波相关性的改进阈值去噪算法

提出了一种基于SSNF算法与阈值去噪相结合的方法,实现了图像去噪.针对统一阈值去噪方法去噪后图像模糊的缺点,利用小波层间相关性提取并保留被"过扼杀"的一部分边缘信息,从而使得去噪图像的细节信息得到更多保留.实验结果表明,改进后算法可以有效地减弱统一阈值的"过扼杀"倾向,对去噪后图像模糊的失真有一定的改善.     

双精度数字散斑振动测量系统

给出了一种双精度数字散班振动测量系统。该系统结合了普通数字散斑离面振动测量光路和退敏感光路,可以对物体的振动进行高精度和低精度２次测量,并利用低精度的测量结果对高精度的测量结果进行相位去包裹。由于这种去包裹方法是各点独立进行的,使得该系统可以测量工程实际中复杂的非连续体的振动。     

二元光学在强激光波面整形中的应用

文章首先介绍了二元光学波面整形器件的理论基础。在分析GS、YG等正反迭代算法存在问题的基础上，提出三种优化算法，即全局/局部联合搜索算法（GLUSA）、爬山-模拟退火混合算法及多分辨率的混合优化算法。以惯性约束核聚变中光束匀滑为例，进行了二元光学器件的位相设计，获得了良好的位相结构与焦斑性能。采用旋转镂空掩膜板制作了准连续位相器件，并利用CCD与多种光强衰减片进行焦斑光强测量。实验结果表明：获得了较好的顶部均匀性、陡边、小旁瓣、高主瓣能量利用率以及光斑中心没有锐脉冲的光强分布。     

基于多周期条纹投影技术的位相逆推法在物体表面形状测量中的应用

提出了一种基于多周期条纹投影技术和位相逆推法的物体表面形状测量法,该方法通过分析干涉条纹的位相分布来测得物体的表面形状。相对于单波长干涉仪、条纹投影法等其他测量方法而言,多周期条纹投影法不仅具有更高的测量精度和更大的测量范围,而且还可以用来测量非连续表面形状。此外,在多周期条纹投影法的基础上,还介绍了一种新的空间位相分析方法：位相逆推法。运用这种方法测量物体表面形状可以极大提高测量的精度和系统的稳定性。数值仿真及实验表明,由位相过零点所得到的测量值精度高于由振幅最大值所得到的测量值精度;当测量范围为毫米级时,基于多周期条纹投影法的位相逆推法的测量精度可以达到微米级。     

单光束位相反演技术研究

单光束位相反演技术是物体经反射或者透射后,在轴向上对物体进行多平面采样,通过应用基于角谱法传播的迭代位相恢复算法再现振幅和位相的技术。通过仿真和实验分别比较了再现位相与原位相的误差平方和,从而研究位相恢复算法的迭代次数和采样平面数对位相再现的影响。在理论仿真情况下,迭代次数与采样平面数越多,再现位相与原位相的误差平方和就越小,再现效果越好,但在实验中,迭代次数和采样平面数在一定范围内是越多越好,但迭代次数和采样平面数太多会导致实验误差叠加,引入过多噪声,使得再现效果越差。     

定量相衬成像中自适应阈值翻转的相位解包裹算法

当原始相位超过周期π时，定量相衬成像中多峰相位分布与包裹相位会出现增减交替，存在多极值点.针对该问题，提出一种基于自适应阈值翻转的相位解包裹算法(SATR), 实现了定量相衬成像中的真实相位重构, 分析了相衬成像原理和自适应阈值翻转相位解包裹算法的实现过程.通过模拟验证计算，并与最小二乘法(LS)、横向剪切最小二乘法(LSBLS)以及四向横向剪切最小二乘法(FLSBLS)的结果进行对比，证明该算法的可行性与准确性.该算法在一定程度上提高了相位解包裹的精确度，为强干扰、高精度及大计算量的解包裹提供了新的思路.     

用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法

文章分析了VHF/UHF波段合成孔径雷达的成像特点及其对成像算法的要求,提出用高阶相位滤波来消除距离与方位向之间的高阶相位耦合,用非线性CS技术来消除距离变化引入到二次距离压缩中的残余相位误差,从而得到了一种适用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法.通过仿真验证了算法的有效性,该算法对于VHF/UHF波段SAR成像具有较高的实用价值.     

一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法

提出一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法.该算法利用并行方法估计有频差时的载波相位.在此基础上,基于MMSE准则计算载波相位的轨迹,得到频差和初始相位.该算法计算量小,可全数字实现,适用于线性和非线性调制,利用QPSK调制信号进行仿真.结果表明,用该算法可以精确估计载波相位和频差,有效地降低系统的误码率.     

CO-OFDM中基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法

本文提出一种高性能的基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法（LI-BL-ICI）。算法首先盲估计出次符号间相噪差值,而后进行线性插值拟合以获得更加精确的相噪估计,并将插值获得的相噪用于载波相位补偿,从而实现对子载波间串扰（ICI）的盲抑制,最后利用少量导频对残余的共同相位噪声进行估计和补偿。我们推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真分别分析了算法在背靠背和320 km光纤传输后系统的性能,并与传统的共同相位噪声抑制算法（CPEC）和改进前的盲估计算法（BL-ICI）进行了横行对比。数值仿真结果表明,基于线性插值的算法能有效地抑制光相位噪声,其光源线宽的容忍度相比BL-ICI得到进一步的提升。此外,相比于BL-ICI,改进后的算法允许将次符号切割成任意块数,且在获取观测矩阵的过程中无需任何的角度相关运算。研究结果表明,算法存在一个适中的次符号切割块数,使得算法既能兼顾复杂度又能保证一定的系统性能。该算法对于相干光正交频分复用（CO-OFDM）技术在采用廉价光源和采用高阶调制格式的光接入/光城域网中的应用具有重要的意义。     

A study on solid density primary standard

The accuracy of solid density primary standard is decided mainly by the accuracy of the diameter measurement of silicon sphere. With traditional five-interferogram algorithm to unwrap phase for diameter measurement, the phase steps should be equal to π/2 exactly, but this is almost impossible to achieve in nanometer positioning technique. In order to overcome this defect, we have derived an improved five-interferogram algorithm, which not only keeps the high accuracy of traditional five-interferogram algorithm, but also does not require absolute equal step to unwrap phase. Instead, the improved five-interferogram algorithm only needs measuring phase shifting. Based on the improved algorithm, we have developed a novel interferometer with special etalon, and the cavity length of this etalon can be changed by pressure from vertical direction to realize phase shifting. The accuracy of this interferometer is better than 3 nm and can be improved in future research.     

CO-OFDM 系统中基于线性预处理的新相位噪声抑制算法

针对相干光正交频分复用（coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM）系统中相位噪声引起的载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）问题,提出了一种基于线性预处理的新判决反馈相位噪声抑制算法。该新算法改进了线性预处理部分,利用循环前缀与OFDM符号固有的相关性,在时域进行简单的线性组合运算,充分利用了OFDM符号中冗余信息。仿真分析表明,在激光器线宽为200 kHz且误码率（bit error rate, BER）为10－4时,与判决反馈相位噪声抑制算法和一次迭代的判决反馈相位噪声抑制算法相比,该新算法BER曲线的信噪比（signal to noise ratio,SNR）分别改善了3 dB和1 dB,有效地降低由ICI引起的错误平层。     

两种迭代最小二乘相移算法的比较

健壮有效的相移算法是干涉图处理中一个非常关键的技术。相位值自动标定算法可以消除移相误差,因此得到了广泛关注和应用。其中Kong-Kim算法和基于一阶泰勒级数展开式的迭代最小二乘算法是两种非常优秀的算法。现用模拟和实测数据对这两种算法进行了分析比较。     

基于信息熵的改进海豚群算法及其桁架优化

针对基本海豚群算法易陷入局部最优的缺陷,提出了基于信息熵的改进海豚群算法,引入信息熵来度量海豚群搜索阶段的不确定性,控制搜索阶段的选择概率,降低盲目搜索,克服了基本海豚群算法搜索阶段易陷入局部最优和早熟收敛的缺陷。将改进后的算法应用到桁架结构的优化中,并与其他算法优化结果进行了比较,证明了改进的算法在收敛速度和寻优精度方面有更好的表现,将其应用到桁架结构优化设计中,为结构优化设计提供了一种有效的方法。     

OQPSK调制快速位定时和载波相位捕获算法

在高速数字突发通信中,需要快速、高效地对接收信号的位定时和载波初始相位信息进行估计.针对OQPSK调制的特点,提出一种能够同时进行位定时和载波初始相位捕获的并行算法,与传统的先进行载波恢复,再进行位定时捕获的串行处理相比,同步速度更快,实现结构简单,适于数字化实现.     

CO-OFDM系统中的相位噪声补偿算法

为了提高相干光正交频分复用（coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM）系统的性能,针对系统中产生的相位噪声,例如公共相位误差（common phase error,CPE）噪声与子载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,提出了一种新的CO-OFDM系统中相位噪声补偿算法,该算法是基于循环前缀（cyclic prefix,CP）插值算法与容积卡尔曼滤波（cubature Kalman filter,CKF）结合的相位噪声补偿算法。在第一阶利用CP进行线性插值,消除了公共相位误差（common phase error,CPE）噪声,对一阶补偿后的信号进行预判决,通过划分次符号,消除了部分载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,利用CKF对信号残余的相位噪声进行处理,经过两阶补偿,有效地抑制相位噪声。仿真结果表明,所提出的算法能有效降低相位噪声对系统的影响,在线宽较大时能改善CO-OFDM系统对激光器线宽的容忍度,降低错误平层,有效提高系统的性能。