瞬态激光全息干涉计量与测试设备的研制与开发 被引量：6

1

作者 丰善 王淑岩 +2 位作者 王国志 王正荣 陈智 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期366-369,共4页

文中论述了瞬态激光全息干涉计量的基本理论和在工程测量时需要解决的关键技术 ;简要地介绍了几种瞬态激光全息干涉计量的应用实例 ,对新近研制、开发的瞬态激光全息干涉计量的测试设备作了详细介绍。文章共分四部分 :1)离轴光全息的物... 文中论述了瞬态激光全息干涉计量的基本理论和在工程测量时需要解决的关键技术 ;简要地介绍了几种瞬态激光全息干涉计量的应用实例 ,对新近研制、开发的瞬态激光全息干涉计量的测试设备作了详细介绍。文章共分四部分 :1)离轴光全息的物理过程和简要数学描述 ;2 )瞬态激光全息干涉计量的关键技术 ;3)介绍几种典型的测试设备 ;4 )讨论。 展开更多

关键词 全息测试设备 瞬态激光 全息干涉计量

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利用ZYGO干涉仪进行非球面检测技术研究 被引量：8

2

作者 龙夫年 郭秀梅 刘剑峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期231-233,共3页

为了能够利用ZYGO数字干涉仪检测大口径深度高次非球面,提出了一种新的波前补偿方法,即透镜补偿与计算全息相结合. 通过设计实例表明,对于相对孔径为 1: 1. 08的大口径深度高次非球面,利用简单的 2片式透镜补偿器、并与计算全息的-1级... 为了能够利用ZYGO数字干涉仪检测大口径深度高次非球面,提出了一种新的波前补偿方法,即透镜补偿与计算全息相结合. 通过设计实例表明,对于相对孔径为 1: 1. 08的大口径深度高次非球面,利用简单的 2片式透镜补偿器、并与计算全息的-1级衍射波相结合,系统的波前残余误差的均方根 (RMS)值可以控制在 0 .01λ以内. 结果表明,该检测方法具有通用性强,测量精度高等特点,较好的克服了以往各种检测方法的局限性. 展开更多

关键词 高次非球面 透镜补偿 计算全息

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基于瑞利-索末菲积分的大衍射角衍射光学元件设计方法 被引量：3

3

作者 庞辉 张满 +2 位作者 邓启凌 邱琪 杜春雷 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期167-172,共6页

针对现有的衍射光学元件设计方法只适用于小角度衍射的情况,本文提出了一种基于瑞利-索末菲衍射积分的设计方法,可以用来设计具有大衍射角的衍射光学元件。先对目标光场进行坐标变换和强度调整,再利用改进的Gerchberg-Saxton算法优化得... 针对现有的衍射光学元件设计方法只适用于小角度衍射的情况,本文提出了一种基于瑞利-索末菲衍射积分的设计方法,可以用来设计具有大衍射角的衍射光学元件。先对目标光场进行坐标变换和强度调整,再利用改进的Gerchberg-Saxton算法优化得到衍射光学元件的相位分布。分别采用本文方法和原有的基于夫琅禾费衍射积分的方法设计衍射光学元件实现线条结构光和不同角度方框图形的光场重构,结果表明:原有的设计方法只适用于衍射角全角小于25°的情况,当衍射角大于25°时,重构光场会出现显著的枕形畸变和不均匀的强度分布。而本文方法在小角度和大角度衍射下都能重构出准确的衍射角和较为均匀的强度分布. 展开更多

关键词 衍射光学 衍射光学元件 瑞利-索末菲积分 光学设计 计算全息 相位恢复 迭代算法

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大口径离轴凸非球面的加工和检测（英文） 被引量：4

4

作者 郑立功 王孝坤 +4 位作者 薛栋林 李锐钢 张峰 张忠玉 张学军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1-6,共6页

将光学系统波像差检验技术与子孔径拼接测试技术相融合提出了凸非球面系统拼接检测方法,对该方法的原理和实现步骤进行了分析和研究,并建立了合理的子孔径拼接数学模型.依次利用计算机控制光学表面成形技术和磁流变抛光技术对一包含大... 将光学系统波像差检验技术与子孔径拼接测试技术相融合提出了凸非球面系统拼接检测方法,对该方法的原理和实现步骤进行了分析和研究,并建立了合理的子孔径拼接数学模型.依次利用计算机控制光学表面成形技术和磁流变抛光技术对一包含大口径凸非球面的离轴三反光学系统的各反射镜进行加工,并对整个系统进行装调和测试.测定光学系统各视场的波像差分布,通过综合优化子孔径拼接算法和全口径面形数据插值求解得到大口径凸非球面全口径的面形信息.结合工程实例,对一口径为292mm×183 mm的离轴非球面次镜进行了系统拼接测试和加工,其最终面形分布的均方根值为0.017λ(λ=632.8nm). 展开更多

关键词 光学加工 光学检测 凸非球面 计算机控制光学表面成形 磁流变抛光 子孔径拼接

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一种新的多通道全息干涉计量术 被引量：2

5

作者 赵志敏 林有义 严朝军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 1993年第6期748-752,共5页

旋转光楔多重全息术,是利用置于平面参考光波光路上的旋转光楔,调制其传播方向,实现多参考光编码记录获得多重全息图。当用平面波垂直入射再现时,就能从理论上分析出再现像的分布、分离条件及估算的通道数等。这种技术用在全息干涉计量... 旋转光楔多重全息术,是利用置于平面参考光波光路上的旋转光楔,调制其传播方向,实现多参考光编码记录获得多重全息图。当用平面波垂直入射再现时,就能从理论上分析出再现像的分布、分离条件及估算的通道数等。这种技术用在全息干涉计量上,就是一种新的多通道全息干涉计量术。 本文给出这种新技术在时间平均和双曝光全息干涉计量上的应用,并讨论了在单次曝光全息干涉计量(实时法)上的应用。实验结果说明,这种新技术是完全可行的。 展开更多

关键词 全息干涉测量 光楔 多重全息图

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实现CLOS变换网络与蝶形变换网络的光学方法 被引量：2

6

作者 周进 高文琦 《光电工程》 CAS CSCD 1992年第2期7-10,共4页

本文介绍了实现CLOS变换网络与蝶形变换网络的光学方法,它是通过利用计算全息原理制作的光学元件来完成的。给出了一维16个元素的CLOS变换和一维8个元素的蝶形变换的计算全息光学元件的制作方法,并给出了实验结果,整个实验光路简单,该... 本文介绍了实现CLOS变换网络与蝶形变换网络的光学方法,它是通过利用计算全息原理制作的光学元件来完成的。给出了一维16个元素的CLOS变换和一维8个元素的蝶形变换的计算全息光学元件的制作方法,并给出了实验结果,整个实验光路简单,该方法亦可很方便地推广到其它光学互连网络。 展开更多

关键词 计算机网络 光学变换 全息术 CLOS

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数字全息技术中双CCD镜像重叠位置的调节与标定

7

作者 潘云 潘卫清 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1029-1034,共6页

CCD像素数和动态范围的不足极大地限制了数字全息技术的发展与应用,针对这一问题提出基于信息融合的双CCD镜像重叠布置方案。该方案首先给出了利用2个球面波干涉的方法来判断2个CCD的空间相对位置,并证明了该方法的可行性。然后在实验... CCD像素数和动态范围的不足极大地限制了数字全息技术的发展与应用,针对这一问题提出基于信息融合的双CCD镜像重叠布置方案。该方案首先给出了利用2个球面波干涉的方法来判断2个CCD的空间相对位置,并证明了该方法的可行性。然后在实验中利用球面波与平面波进行离轴干涉并结合数字干涉技术来实时地调节2个CCD的位置,使其相对位置初步达到镜像重叠。最后再利用计算机数字图像处理技术进行更加精确的标定,得出2个CCD之间镜像重叠位置的标定参数。实验结果表明,利用上述方法能够较精确地调节和标定2个CCD的相对镜像重叠位置,其误差仅为14μm。 展开更多

关键词 信息光学 数字全息 干涉 CCD 镜像

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基于共形对应的球面图像的计算全息图

8

作者 丁大为 胡茂林 韦穗 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期368-371,共4页

研究了基于共形对应的球面图像的计算全息图(CGH)的生成和重现。通常,当用平面波照射全息图时,所重现的图像一般显示在平面上。共形对应在计算机图形学中被广泛应用,它可以将平面图像和任意曲面对应。相对于简单的坐标变换,共形对应关... 研究了基于共形对应的球面图像的计算全息图(CGH)的生成和重现。通常,当用平面波照射全息图时,所重现的图像一般显示在平面上。共形对应在计算机图形学中被广泛应用,它可以将平面图像和任意曲面对应。相对于简单的坐标变换,共形对应关系具有很多优点,如它可以保持变换前后图像之间的几何形状不变性等。将共形对应引入计算机全息图的生成过程中,利用平面与球面的共形对应关系,生成显示于球面的二维图像的计算全息图,并由所生成全息图得到原始图像,从而实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。二维图像重现于球面实际上了产生三维显示,因此上述方法在从计算全息图重现三维图像方面起到重要的作用。 展开更多

关键词 信息光学 计算全息图傅里叶全息图 共形对应 数字全息

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小正弦振动幅度的测量与实验

9

作者 王振环 李田泽 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第11期33-35,共3页

基于迈克耳逊干涉原理 ,设计了一种测量装置 ,采用连续间隔幅度的测量算法 ,对小正弦振动幅度进行了测量。这个理论在研究石英晶体振动中得到证实。利用这种方法 ,参照高准确度的模型 。

关键词 光学干涉仪 计算机辅助分析 振动测量

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基于瑞利-索末菲衍射理论的近场大衍射角衍射光学元件的设计 被引量：3

10

作者 李晶 吴鹏 +5 位作者 杨正 郑倩颖 李韬杰 向阳 杜春雷 尹韶云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期182-188,共7页

提出了一种基于瑞利-索末菲衍射理论的设计方法,用于近场大衍射角衍射光学元件的设计.研究在大衍射角条件下,衍射光学元件面和输出面采样点之间应满足的空间位置关系.采用无远场和傍轴近似的正、逆向衍射计算方法对传统盖师贝格-撒克斯... 提出了一种基于瑞利-索末菲衍射理论的设计方法,用于近场大衍射角衍射光学元件的设计.研究在大衍射角条件下,衍射光学元件面和输出面采样点之间应满足的空间位置关系.采用无远场和傍轴近似的正、逆向衍射计算方法对传统盖师贝格-撒克斯通算法进行改进,得到近场大衍射角衍射光学元件的设计方法.以"田"字形目标光强为例,将传统设计方法、现有大衍射角衍射光学元件设计方法和本文提出的设计方法进行对比,结果表明:在近场区域,本文方法可以准确重构出大衍射角衍射光学元件的目标光场,其他两种方法则会导致重构光场产生明显的畸变或者模糊化. 展开更多

关键词 光学设计 衍射光学 衍射光学元件 瑞丽-索末菲积分 计算全息 相位恢复 迭代算法

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计算全息补偿检测自由曲面的高精度位姿测量 被引量：2

11

作者 李雯研 程强 +3 位作者 曾雪锋 李福坤 薛栋林 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1581-1592,共12页

为实现自由曲面的定位与位姿高精度测量,提出了“光学-机械”基准定位法,建立了位姿测量模型,并对该方法的定位误差和基准选择展开研究。根据三坐标测量机与计算全息提出了“光学-机械”基准定位法。然后,采用球形安装的回射器(Sphere M... 为实现自由曲面的定位与位姿高精度测量,提出了“光学-机械”基准定位法,建立了位姿测量模型,并对该方法的定位误差和基准选择展开研究。根据三坐标测量机与计算全息提出了“光学-机械”基准定位法。然后,采用球形安装的回射器(Sphere Mounted Retroreflector,SMR)、猫眼、基准球作为基准,基于波像差理论与视差效应分别建立了3种基准的位姿测量模型,得到了位置误差与基准区域波前像差的函数关系,并对3种位姿测量模型进行对比。最后,对3种基准位姿测量方法进行仿真及实验验证,实测结果与模型的残差结果均小于0.05λ,相对误差均小于2.43%,验证了模型的准确性。实验结果表明,当检测距离为1000 mm时,猫眼法的轴向定位误差为24μm;基准球法的轴向定位误差为50μm;SMR靶球法的轴向定位误差为16μm,X,Y方向的定位误差为1μm,滚转角定位误差为3.26″。SMR靶球法的定位误差最小、检测动态范围最大且检测光学元件的自由度最多,更适用于自由曲面的高精度位姿检测。 展开更多

关键词 光学检测 光学面形位姿测量 “光学-机械”基准定位法 计算全息 定位误差

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摆线光束的微粒等间距操控(特邀) 被引量：3

12

作者 朱刘昊 秦雪云 +1 位作者 台玉萍 李新忠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期98-104,共7页

轨道角动量(OAM)的发现为光镊的研究开辟了新的道路。但具有OAM的光束在操纵微粒时,由于生物细胞不可能大小形状完全相同,所以当其进行旋转等操作时,粒子运动速度的不均匀会导致粒子之间的间距不可控。针对该问题,首先通过任意曲线塑形... 轨道角动量(OAM)的发现为光镊的研究开辟了新的道路。但具有OAM的光束在操纵微粒时,由于生物细胞不可能大小形状完全相同,所以当其进行旋转等操作时,粒子运动速度的不均匀会导致粒子之间的间距不可控。针对该问题,首先通过任意曲线塑形技术,并为传统摆线公式附加曲率调控参数提出了一种调控模式丰富的摆线光束,理论分析了该光束的OAM和梯度力,证明了解决上述问题的可能性。最后在实验中实现了粒子在运动过程中的启停,且成功操纵三个粒子进行等间距旋转,实验测得三个微粒在整个旋转过程中间距变化的误差可以维持在纳米级。这项工作为未来光捕获和操纵多种微粒在其他领域的应用铺平了道路,特别是在生物科学领域。 展开更多

关键词 物理光学 全光光镊 计算全息 空间光调制

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结合CGH与辅助透镜的长焦距非球面反射镜检测(特邀) 被引量：7

13

作者 张誉馨 黎发志 +8 位作者 闫力松 严冬 王超凡 张宇鹤 张斌智 张鑫 蔡铭宣 何俊超 王孝坤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期91-96,共6页

目前,一些大口径光学望远镜主镜的曲率半径已经达到了几十米量级,若单纯利用计算全息实现对镜面进行面形检测,则检测光路长度不低于其曲率半径长度。受场地大小及环境气流扰动等因素的限制,该条件下难以实现对镜面的高精度测量。为了解... 目前,一些大口径光学望远镜主镜的曲率半径已经达到了几十米量级,若单纯利用计算全息实现对镜面进行面形检测,则检测光路长度不低于其曲率半径长度。受场地大小及环境气流扰动等因素的限制,该条件下难以实现对镜面的高精度测量。为了解决大口径长焦距光学镜面的高精度面形检测问题,提出了一种混合补偿干涉检测方法。该混合补偿方法结合了计算全息图和辅助透镜,在有效地缩短检测光路长度的前提下,可以实现对非球面镜面的零位补偿干涉测量。在光路设计中,需要有效地实现混合补偿光路光学设计参数优化以及对CGH衍射级次的分离;同时,检测光路长度应小于非球面反射镜曲率半径大小,以实现缩短检测光路长度的目的。通过对EELT主镜镜面进行仿真检测,结果表明:该方法检测光路长度可缩短至镜面曲率半径长度的1/8以内,设计检测精度优于RMSλ/100(λ=632.8 nm)。上述仿真结果证明了该方法可以在缩短检测光路长度的情况下实现对待测非球面反射镜的高精度面形检测。 展开更多

关键词 光学检测 干涉测量 混合补偿 计算全息

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非对称动态涡旋光束对酵母菌细胞的光操纵特性 被引量：2

14

作者 赵明雪 朱刘昊 +6 位作者 邵彤彤 魏文军 林奕扬 汪奥星 卢文栓 李诗雨 李新忠 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期841-847,共7页

提出一种基于非对称涡旋光束的动态光镊,实验中基于计算全息技术,通过对涡旋光束的动态调控,实现了酵母菌细胞的分离与聚合,探究了非对称动态涡旋光束对酵母菌细胞的操纵特性。计算了用此光镊系统操纵酵母菌细胞时的光阱刚度,在激光器... 提出一种基于非对称涡旋光束的动态光镊,实验中基于计算全息技术,通过对涡旋光束的动态调控,实现了酵母菌细胞的分离与聚合,探究了非对称动态涡旋光束对酵母菌细胞的操纵特性。计算了用此光镊系统操纵酵母菌细胞时的光阱刚度,在激光器出射功率为230 mW时,光阱刚度统计均值为0.0985 pN/μm。 展开更多

关键词 光镊 非对称涡旋光束 计算全息 空间光调制 光阱刚度

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基于神经网络的混沌虹膜相位掩模计算全息加密图像恢复 被引量：2

15

作者 胡涛 孙雪茹 金伟民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期417-428,共12页

为了拓展对计算全息加密图像的解密方法,针对非法攻击难度大的对称-非对称混合加密系统,提出了一种利用神经网络恢复混沌虹膜相位掩模计算全息加密图像的方案。对明文图像进行加密,生成计算全息的密文图像,制作大量的密文明文图像对作... 为了拓展对计算全息加密图像的解密方法,针对非法攻击难度大的对称-非对称混合加密系统,提出了一种利用神经网络恢复混沌虹膜相位掩模计算全息加密图像的方案。对明文图像进行加密,生成计算全息的密文图像,制作大量的密文明文图像对作为数据集。通过搭建神经网络不断地训练和测试,训练完成后的神经网络可以拟合出密文图像到明文图像的映射关系,解密时不再使用公钥和私钥对密文图像进行解密。实验结果表明:通过神经网络恢复出的图像与明文图像相比,平均互相关系数为0.984,平均峰值信噪比为61.0 dB,平均结构相似性为0.77;对密文图像进行噪声污染,也可以恢复出较高质量的图像,实现了通过神经网络对密文图像解密的目的,方案是可行的并具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 计算全息 光学加密 深度学习 生物密码 混沌 残差网络

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用计算全息法测量长焦透镜的透射波前 被引量：3

16

作者 魏小红 何宇航 +3 位作者 高波 徐凯源 李强 柴立群 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3005-3011,共7页

为了高精度地检测长焦透镜的透射波前,提出了在Zygo干涉仪的平面光路中加入一个二元衍射元件提供参考波前的计算全息法(CGH)。介绍了计算全息法检测长焦透镜透射波前的理论,设计并研制了高精度计算全息板,并将其用于大口径长焦距透镜透... 为了高精度地检测长焦透镜的透射波前,提出了在Zygo干涉仪的平面光路中加入一个二元衍射元件提供参考波前的计算全息法(CGH)。介绍了计算全息法检测长焦透镜透射波前的理论,设计并研制了高精度计算全息板,并将其用于大口径长焦距透镜透射波前检测。理论分析和实际检测结果表明:该方法系统误差小,测量重复性精度优于0.004λ(2σRMS),与常规的菲索干涉法测量球面透镜透射波前得到的结果一致,从而验证了提出测量方法的可靠性。最后,详细分析了二元衍射元件的制造误差对透射波前检测的影响,得到测量误差(PV)小于λ/10。文中的结果表明提出的计算全息法可有效缩短光路,提高测量精度,对长焦透镜波前检测有重要的应用价值。 展开更多

关键词 长焦透镜 透射波前 光学检测 干涉检测 计算全息术 误差分析

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涡旋光束对酵母菌细胞光操纵特性研究 被引量：3

17

作者 李懋 高文禹 +5 位作者 马鑫 郭亚帅 刘悦 朱爽 陈德禄 李新忠 《激光杂志》 北大核心 2019年第12期35-38,共4页

为了探究涡旋光束对酵母菌细胞的操纵技术,基于计算全息技术,在实验中实现了涡旋光束的生成。发现涡旋光束光环半径随拓扑荷值线性增大。力场分析表明涡旋光束的梯度力确保粒子被捕获在光环上,轨道角动量实现粒子的旋转。最后,进一步实... 为了探究涡旋光束对酵母菌细胞的操纵技术,基于计算全息技术,在实验中实现了涡旋光束的生成。发现涡旋光束光环半径随拓扑荷值线性增大。力场分析表明涡旋光束的梯度力确保粒子被捕获在光环上,轨道角动量实现粒子的旋转。最后,进一步实现了涡旋光束对酵母菌细胞的微操纵实验,发现酵母菌细胞捕获规律符合上述理论分析,且随着拓扑荷值增大,酵母菌细胞平均速度增加。该结果为涡旋光束光操纵在生物光子学中的应用提供了实验支撑。 展开更多

关键词 光镊 涡旋光束 计算全息 光扳手

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高阶衍射级光束的轨道角动量

18

作者 樊海豪 朱刘昊 +1 位作者 台玉萍 李新忠 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期127-135,共9页

为研究高阶衍射级光束的轨道角动量,基于计算全息法在空间光调制器的傅里叶平面产生了不同衍射级的完美涡旋光束,并利用球面波干涉法对其拓扑荷值进行了测量。理论和实验结果表明不同衍射级p上的整数阶和分数阶完美涡旋光束的拓扑荷值l... 为研究高阶衍射级光束的轨道角动量,基于计算全息法在空间光调制器的傅里叶平面产生了不同衍射级的完美涡旋光束,并利用球面波干涉法对其拓扑荷值进行了测量。理论和实验结果表明不同衍射级p上的整数阶和分数阶完美涡旋光束的拓扑荷值l都满足l=mp的关系,其中m是相位掩模板的拓扑荷值。并进一步对不同衍射级的光学涡旋阵列进行了实验研究,结果表明光学涡旋阵列中光学涡旋的拓扑荷值满足l=p的关系,高阶衍射级上的衍射光束比+1级衍射光束具有更大的轨道角动量。该研究为光学涡旋及光学涡旋阵列进一步的研究及应用提供了理论和实验参考。 展开更多

关键词 傅里叶光学 轨道角动量 计算全息 完美涡旋光束 光学涡旋阵列

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基于计算全息的斜面和曲面光刻

19

作者 王虎 何渝 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期360-366,共7页

斜面和曲面微结构元件在微电子学、微光学、微流体学等领域有着重要的应用,为了实现快速、低成本的斜面和曲面光刻,提出了利用基于液晶空间光调制器的纯相位计算全息技术投影目标图案到斜面和曲面进行曝光的方法。生成了斜面和球面全息... 斜面和曲面微结构元件在微电子学、微光学、微流体学等领域有着重要的应用,为了实现快速、低成本的斜面和曲面光刻,提出了利用基于液晶空间光调制器的纯相位计算全息技术投影目标图案到斜面和曲面进行曝光的方法。生成了斜面和球面全息光场,对光场进行消散斑和杂散光去除的处理,完成了斜面和球面光刻实验验证。实验结果表明:该方法加工效率高、设计灵活多变,不受单一结构限制,是一种极具潜力的三维微纳加工方法。 展开更多

关键词 计算全息 曲面投影 光刻

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工程光学的发展趋势

20

作者 (辶十)内顺平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1993年第1期1-6,共6页

过去,光学对物理学的发展起了非常重要的作用。现在,由于与光学相关的环境的重大改善,即激光的出现、光电子学与计算机的发展,使光学或工程光学的应用迅猛发展。本文综合工程光学中的一些进展以总结它的新近发展趋势。

关键词 全息术 干涉术 光计算 工程光学

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