双半高斯空心光束的传输特性及其形成研究

提出了一种新型的空心光束一双半高斯空心光束．建立了双半高斯空心光束在自由空间的传输模型,模拟得到了不同传输距离处的光场分布,即在近场开始为三维势阱分布,当传输到一定距离时,双半高斯空心光束演化成了实心高斯光束,呈现出“自聚焦”特性．实验上设计出分光对偶反射式光学系统,获得了双半高斯空心光束．通过对不同距离处垂轴截面光环的光强分布进行测试,结果表明与双半高斯空心光束传输模型基本相符．     

Bessel光束经柱透镜的衍射光场

基于空间域中的广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论,导出Bessel光束通过柱透镜光强分布表达式,利用计算机模拟不同传播距离处的截面光强分布.利用轴棱锥产生Bessel光束,光束经过焦距为130 mm的柱透镜,用CCD拍摄柱透镜的后不同传播距离的处光强分布.结果表明:实验所得结果与理论模拟吻合,Bessel光束经柱透镜后将产生唇状焦散光束.     

非相干LED光源产生高阶Bessel光束

首次采用单色LED绿光光源得到较理想的高阶Bessel光束,提出由交叉谱密度和多波长叠加理论计算出绿光LED发出的光经过螺旋相位板和轴棱锥后的光强分布,模拟出沿轴向不同距离处的截面光强分布图,设计一套实验装置进行实验验证,结果表明:通过光阑提高光场的空间相干性可以用绿光LED得到近似高阶Bessel光束,所得光束的截面光强分布,中心暗斑大小及最大无衍射距离均与理论计算相符.研究结果对非相干光实现粒子微操作提供理论和实验依据.     

基于MATLAB的激光光束强度花样图及概率图的绘制

针对He-Ne激光器的激光输出存在多种振荡模式,不同模式下的激光光束强度不同。通过采集实验数据,得到在不同缝宽下不同振荡模式的激光光束的强度分布,利用MATLAB软件模拟出He-Ne激光光束光强分布的四种强度分布图和激光光束的概率分布云图。其中光强分布图可以直观、清晰地展示出激光光束的模型,而概率分布图则可以生动、形象地展示出激光光强的分布。     

贝塞尔光束的简易实现方法

对光纤中传播的电磁场分析发现,其纵向分量可以用贝塞耳函数及第二类变态贝塞耳函数来描述,据此,提出一种利用玻璃毛细管和聚焦透镜实现贝塞尔光束的简易方法.通过观察发现,在光束传播方向,出射光束即为贝塞尔光束,沿光束传播方向的光强分布不会发生改变,仅产生扩散.研究表明,随着聚焦透镜的焦距f的变大,贝塞尔光束的高瓣数光环的光强变弱,光束的光强向低瓣数光环和中心光斑移动;随着毛细管长度l的增加,光束的高瓣数的光环光强在不断增强.此外,研究还表明,透镜与毛细管端面之间距离d对于出射光束横截面上的光强分布有很大的影响.     

聚焦拉盖尔─高斯光束的三维光强分布

运用Ｃｏｌｌｉｎｓ公式对受光阑限制的聚焦拉盖尔－高斯光束的轴上光强分布、相对焦移及三维光强分布进行了数值计算和分析讨论．     

高功率半导体激光器阵列远场光束特性研究

为研究高功率半导体激光器阵列(HLDA)远场光束分布和传输特性,基于亥姆霍兹方程的远场解,提出HLDA的远场分布模型.实验表明:测试数据与理论模型吻合很好,在95%能量分布区域内,HLDA理论模型拟合测量数据的误差小于5%.基于该理论模型,仿真分析了HLDA光束截面光强分布、传输中心轴光强分布、光束束宽等特性.     

光在组织中传输的光强分布的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法，模拟计算了无限窄细光束、高斯光束、平面圆束等三种光束与血管内膜组织相互作用时的光强分布，并分析了光强分布的变化及导致这种的原因，讨论了三种光束光强分布变化的区别及由此引起的三种光束的实际适用范围。     

利用部分相干效应获得局域空心光束

研究一种特殊的部分相干光束经透镜聚焦后,在几何焦点附近的三维光强分布.结果表明,几何焦点附近的聚焦光强分布不仅依赖于入射部分相干光的光强分布,还依赖于入射光的空间相干度.据此,可以通过选择合适的空间相干度,产生部分相干局域空心光束.此外,还研究入射部分相干光束的相干度和菲涅耳数对局域空心光束的影响.结果显示,对于相干度一定的部分相干光束,当菲涅耳数小到一定程度时,部分相干局域空心光束的现象将消失.     

光束聚焦系统中的电机转向控制

在光束聚焦系统中,通常采用检测反射光强来判断光束的会聚状况。本文利用高敏感度PIN光电二极管作为光强检测器件,通过AT89S51单片机对AD转换后的光强数字信号存储、比较,根据光强变化来调整电机转向,进而带动联动装置改变聚焦镜位置,实现光束的自动聚焦。这种电机控制方法属于闭环控制,该系统可以实现在一定范围内不同距离的光束自动聚焦调制。     

OBJ模型文件在OpenGL中的导入与处理

在对OBJ模型的文件格式和OpenGL研究的基础上,提出了一种将OBJ模型文件的模型数据进行分离、提取并导入到OpenGL中,然后运用OpenGL的强大功能实现三维模型的显示和交互操作的方法。该方法可以将三维建模软件产生的OBJ模型导入OpenGL中,降低OpenGL建模的难度。     

OpenGL与3D Studio MAX结合实现三维仿真

介绍了一种利用OpenGL与3D Studio MAX结合在MFC下实现三维仿真的快捷方法，View3ds是把3D Studio MAx制作的*．3ds格式的三维模型转换成OpenGL格式的较好的软件，并且着重说明了其过程，该方法已经在OpenGL开发的用于舰船网络的三维视景仿真软件中实现，并且可以利用该方法实现虚拟现实。     

三维模型的读取与体素化

简要说明3DS文件格式及模型数据读取方法,利用OpenGL库函数在VC＋＋环境下分别对3DS文件中三维模型的顶点、边及面的坐标值和模型材质等进行读取,采用基于欧氏距离度量的体素化算法分别对读取到的顶点、边、面进行体素化,将以多边形网格表示的三维模型转化为6-邻域或26-邻域的体素模型,并对模型进行绘制.实验证明,程序具有较高的执行效率,能取得较好的效果.文章提出的体素模型有利于模型信号的规则化,方便模型特征信号的提取.     

三维模型的读取与体素化

简要说明3DS文件格式及模型数据读取方法,利用OpenGL库函数在VC++环境下分别对3DS文件中三维模型的顶点、边及面的坐标值和模型材质等进行读取,采用基于欧氏距离度量的体素化算法分别对读取到的顶点、边、面进行体素化,将以多边形网格表示的三维模型转化为6-邻域或26-邻域的体素模型,并对模型进行绘制.实验证明,程序具有较高的执行效率,能取得较好的效果.文章提出的体素模型有利于模型信号的规则化,方便模型特征信号的提取.     

利用OpenGL实现复杂机构的运动仿真

该文介绍如何利用OpenGL实现复杂机构的运动仿真的技术。为解决在OpenGL环境中建立复杂三维物体模型的困难，开发了OpenGL与AutoCAD的图形应用程序。首先利用AutoCAD2000，创建复杂形体的实体模型，将之保存为^*．3ds形式的文件，接口程序调用^*．3ds文件中的模型顶点数据和材质信息；然后调用OpenGL函数完成建模工作，并实现机构的运动仿真。     

基于OpenGL的三维散乱点生成真实感地形的研究

三维真实感图形是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心，也是时空一体化地理信息系统的关键技术，而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准，为实现地形的真实感显示，本文讨论三雏散乱点数据通过插值算法生成数字高程地表模型(DEM)，并通过OpenGL的纹理映射来生成真实感地形的技术。     

船体结构实体造型开发研究

将计算机图形学研究领域中的三维造型技术应用到船舶工程设计与建造中 ,提出开发船体结构三维造型软件的基本思想、方法和步骤 .在 MS Windows和 Visual C+ +平台上 ,基于边界表示法的 Parasolid图形内核 ,研究组合调用内核库函数的最佳方法 ;以 Open GL作为图形软件接口 ,创建接近光线跟踪的高质量静止或动画的三维彩色图像 ,对三维实体进行定位、色彩、质地、照光、旋转、缩放等功能的研究 ;通过对实船的局部结构三维表达结果分析 ,证明了该方法的先进性和工程应用性 .     

虚拟场景中三维树的建模与仿真

树木是构建虚拟场景不可或缺的元素.针对传统的树木分形生成算法耗时长,计算复杂、不适合在构建实时动态的场景中使用的缺点,提出了一种通过构建树木的枝干模型,采用递归算法和OpenGL纹理映射的方法来渲染具有真实感的三维树木,并且可以利用各种成熟的诸如光照等技术做进一步的处理以适应各种需要.同时,为了从任意角度观察模型,通过构建OpenGL摄像机类,实现了三维树木不同视角下的三维漫游.试验结果表明,所述的原理方法稳定可行,所实现的效果符合三维可视化的要求.     

基于OpenGL的三维立体图形的绘制方法研究

三维真实感图形是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的关键技术之一.介绍了利用OpenGL绘制三维立体图形的方法,充分利用OpenGL的库函数进行了三维场景的绘制、渲染和纹理映射,绘制了真实的三维立体图形,并提供了一些从不同侧面和角度观察所绘图形的方法.软件在Winows2000/VisualC++6.0下开发,采用窗口的切分功能扩大视图范围,可提供不同的颜色背景和不同的视角进行观察,也可以对图形进行渲染和绕任意轴旋转.     

OpenGL实现三维可视化工作流程

文章介绍了OpenGL的工作原理和三维建模的相关方法,并以徐州师范大学校园三维可视化系统的建设为例,说明了如何对校园三维地形进行建模以及如何运用OpenGL在VC++环境下实现可视化等相关问题。