显微数字全息中物光波前重建方法研究和比较 被引量：16

1

作者 王华英 王大勇 +1 位作者 谢建军 王广俊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1023-1027,共5页

根据全息理论和线性系统理论,采用离轴无透镜傅里叶变换全息记录光路,对利用菲涅耳近似法、基于瑞利—索末菲衍射积分的卷积法以及角谱理论方法数值重建全息图进行了比较研究,并做了计算机模拟验证.结果表明:菲涅耳近似法和角谱方法重... 根据全息理论和线性系统理论,采用离轴无透镜傅里叶变换全息记录光路,对利用菲涅耳近似法、基于瑞利—索末菲衍射积分的卷积法以及角谱理论方法数值重建全息图进行了比较研究,并做了计算机模拟验证.结果表明:菲涅耳近似法和角谱方法重建像质比较好,且菲涅耳方法重建速度快;在记录距离极小的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立;自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换的性质与距离有关,由卷积方法得到的再现像只在某一特定距离下比较理想;对于极小物场、大孔径显微数字全息来说,菲涅耳近似重建方法是较为有效的方法. 展开更多

关键词 数字全息 显微数字全息 波前重建 菲涅耳近似 卷积法 角谱方法

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离轴数字全息波前重建算法讨论 被引量：18

2

作者 李俊昌 宋庆和 +2 位作者 Picart Pascal 桂进斌 楼宇丽 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期73-81,共9页

在离轴数字全息的应用研究中,将数字全息图视为单位振幅平面波照射下的光波场,利用1次快速傅里叶变换(FFT)计算菲涅耳衍射积分是最流行的物光波前重建方法(简称1-FFT法)。然而,用球面波为重建波,利用像平面滤波技术及角谱衍射理论,存在... 在离轴数字全息的应用研究中,将数字全息图视为单位振幅平面波照射下的光波场,利用1次快速傅里叶变换(FFT)计算菲涅耳衍射积分是最流行的物光波前重建方法(简称1-FFT法)。然而,用球面波为重建波,利用像平面滤波技术及角谱衍射理论,存在需要4次FFT的另一种波前重建方法(简称FIMG4FFT法)。基于快速傅里叶变换理论对这两种方法进行研究。结果表明,尽管FIMG4FFT重建方法需要进行4次FFT计算,却能用较少的计算资源高效率地重建同等质量的物光场。为便于实际应用,详细给出FIMG4FFT方法在彩色数字全息图像重建及物体微形变检测中的应用实例。 展开更多

关键词 全息 彩色数字全息 波前重建 计算数字全息检测

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二维剪切干涉波前的最小二乘法重建 被引量：13

3

作者 曾新 丁剑平 +1 位作者 梁佩莹 陈志一 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-340,共6页

提出了一种可以快捷地重建原始的二维波前的新算法。对于分别在相互垂直方向上横向剪切干涉获得的两个差分波前,用快速傅里叶变换首先计算出待测原始波前在x和y 方向的估计分布,然后利用误差计算的最小二乘法进行二维拟合,可以恢复出待... 提出了一种可以快捷地重建原始的二维波前的新算法。对于分别在相互垂直方向上横向剪切干涉获得的两个差分波前,用快速傅里叶变换首先计算出待测原始波前在x和y 方向的估计分布,然后利用误差计算的最小二乘法进行二维拟合,可以恢复出待测波前的二维分布。提出的理论可以应用于剪切量大于1 个采样间隔的二维波前重建问题,解决了已有的二维剪切干涉波前重建技术中要求剪切量等于采样间隔的限制。研究了剪切量和噪声对重建精度的影响,和其它算法进行了比较,给出了数值实验结果和分析讨论。结果表明该算法速度快,对噪声有较强的抵抗力,有望在实际的剪切干涉测量中获得应用。 展开更多

关键词 光学测量 干涉 波前重建 剪切干涉 最小二乘法

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用伽柏小波作干涉波前重建 被引量：4

4

作者 姚卫 李振华 贺安之 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期805-810,共6页

在分析傅里叶相位展开法中存在的一阶频谱定位误差的基础上，尤其针对实际工作中非严格均匀参考条纹干涉图的相位展开问题，提出基于伽柏（Ｇａｂｏｒ）小波的局域匹配滤波方法，构造多通道伽柏滤波器，得到在Ｍａｌａｔ极大模意义下的... 在分析傅里叶相位展开法中存在的一阶频谱定位误差的基础上，尤其针对实际工作中非严格均匀参考条纹干涉图的相位展开问题，提出基于伽柏（Ｇａｂｏｒ）小波的局域匹配滤波方法，构造多通道伽柏滤波器，得到在Ｍａｌａｔ极大模意义下的最佳匹配相位。同时也较好地实现了噪声及遮挡物的去除。通过对模拟的和真实的干涉图的波前重建，证实本方法在处理非平行等间距参考条纹图象及畸变严重的干涉图时，优于通常的傅里叶相位展开法。 展开更多

关键词 伽柏变换 相位展开 干涉图分析 波前重建

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基于波前面三角形网格剖分的波前重建法三维射线追踪 被引量：9

5

作者 李波涛 杨长春 +2 位作者 陈雨红 孙福利 吴萍 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2009年第2期507-512,共6页

在许多地震反演和偏移成像方法中,都要涉及到射线路径和旅行时的计算.本文将波前面三角形网格剖分和三维波前重建法射线追踪技术结合使用,实现了射线路径和旅行时的准确快速计算.三维波前重建法射线追踪过程中可以保证稳定合理的射线密... 在许多地震反演和偏移成像方法中,都要涉及到射线路径和旅行时的计算.本文将波前面三角形网格剖分和三维波前重建法射线追踪技术结合使用,实现了射线路径和旅行时的准确快速计算.三维波前重建法射线追踪过程中可以保证稳定合理的射线密度,克服了常规射线追踪方法存在阴影区的问题.波前面三角形网格剖分在描述和拆分波前面时更加准确有效,而且不需太多的网格数目,从而提高了射线追踪的精度和效率.该方法在三维复杂构造成像方面有独特的优势,目前在实际的Kirchhoff偏移中的已经有相关应用. 展开更多

关键词 三角形网格 网格剖分 波前重建 射线追踪 射线路径 走时

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基于波前恢复的温度场真实三维重建 被引量：6

6

作者 姚卫 吴东楼 贺安之 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期337-342,共6页

提出了采用傅里叶分析和改进的多重网格法恢复多方向干涉波前的技术,得到待测场在不同方向上的二维投影数据,从而实现了任意截面的场重建,即真正的三维重建。并实验利用了一种旋转F-P干涉仪,实时捕获非对称温度场的多方向干涉图,并给出... 提出了采用傅里叶分析和改进的多重网格法恢复多方向干涉波前的技术,得到待测场在不同方向上的二维投影数据,从而实现了任意截面的场重建,即真正的三维重建。并实验利用了一种旋转F-P干涉仪,实时捕获非对称温度场的多方向干涉图,并给出由这些二维投影重建三维分布的结果,证明此采集、处理及重建方法是行之有效的。 展开更多

关键词 波前重建 三维再现 干涉层析术 激光干涉术

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伽柏与全息术的诞生 被引量：5

7

作者 杨庆余 拾景忠 《物理实验》 北大核心 2002年第9期41-44,共4页

简述了伽柏为实现全息术所产生的“波前重建”的构想 。

关键词 伽柏 全息术 波前重建 波阵面 激光全息图 全息光学 物理学史 全息照相

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相干衍射成像技术的最新进展:层叠相位重建技术 被引量：6

8

作者 潘兴臣 刘诚 +1 位作者 肖伟刚 朱健强 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第22期1-30,共30页

近些年新出现的层叠相位重建引擎(PIE)是一种能够有效解决相位测量难题的无透镜成像技术,相比于传统的相干衍射成像技术,PIE技术具备更高的重建精度、更好的收敛性。由于理论上具备可无限拓展的视场范围、超高分辨能力和对噪声的强鲁抗... 近些年新出现的层叠相位重建引擎(PIE)是一种能够有效解决相位测量难题的无透镜成像技术,相比于传统的相干衍射成像技术,PIE技术具备更高的重建精度、更好的收敛性。由于理论上具备可无限拓展的视场范围、超高分辨能力和对噪声的强鲁抗性,PIE目前被广泛应用于各种相位成像和相位测量领域。讨论了PIE技术提出的背景和核心原理,同时总结了近些年该类算法的主要技术突破,特别地,讨论了PIE技术在X射线、电子束和可见光波段成像领域的关键节点。此外,还总结了在其他领域中基于PIE技术的变形算法,并对将来可能的技术突破点和所面临的挑战进行了讨论。 展开更多

关键词 相位恢复 层叠相位重建 波前重建 迭代计算 光学检测 波前诊断 超快测量

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数字全息重建图像的焦深研究 被引量：7

9

作者 李俊昌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期167-175,共9页

将来自物体的散射光视为物体表面相位随机取值的大量点源发出光波的叠加,对数字全息重建像及离焦像的衍射场进行研究.基于重建像以像素为单位显示的特点,对焦深作出新的定义,然后,根据重建像的像素物理尺寸与计算方法相关的特点,推导出... 将来自物体的散射光视为物体表面相位随机取值的大量点源发出光波的叠加,对数字全息重建像及离焦像的衍射场进行研究.基于重建像以像素为单位显示的特点,对焦深作出新的定义,然后,根据重建像的像素物理尺寸与计算方法相关的特点,推导出不同重建算法重建图像的焦深表达式,最后给出相关的实验证明. 展开更多

关键词 数字全息 波前重建 相干光成像焦深

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剪切干涉测量中基于Zernike多项式的自适应波前重建 被引量：3

10

作者 刘晓军 高咏生 +1 位作者 章明 李柱 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期252-255,共4页

提出一种剪切干涉测量中被测波前重建的新方法。该方法基于Zernike多项式最小二乘拟合的基本原理 ,通过自适应的方式来确定波前重建表达式。推导出剪切相位 Zernike多项式系数与被测波前 Zernike多项式系数的直接转换矩阵 ,提出了自适... 提出一种剪切干涉测量中被测波前重建的新方法。该方法基于Zernike多项式最小二乘拟合的基本原理 ,通过自适应的方式来确定波前重建表达式。推导出剪切相位 Zernike多项式系数与被测波前 Zernike多项式系数的直接转换矩阵 ,提出了自适应确定多项式级次的新算法 ,给出了相应的波前重建数学模型。对算法进行了计算机模拟 ,并应用于实际剪切干涉测量 。 展开更多

关键词 剪切干涉测量 横向剪切干涉 ZERNIKE多项式 波前重建 自适应算法

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大剪切量干涉的二维波前重建 被引量：3

11

作者 曾新 梁佩莹 丁剑平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期782-786,共5页

提出一种基于模式展开和最小二乘拟合的算法,可以从大剪切量差分波前快捷地重建原始的二维波前。在傅里叶模式展开理论的基础上,从横向剪切干涉获得的差分波前,通过最小二乘拟合,可以计算出待测波前的傅里叶变换系数,重建出原始波前。... 提出一种基于模式展开和最小二乘拟合的算法,可以从大剪切量差分波前快捷地重建原始的二维波前。在傅里叶模式展开理论的基础上,从横向剪切干涉获得的差分波前,通过最小二乘拟合,可以计算出待测波前的傅里叶变换系数,重建出原始波前。针对大剪切量带来的差分相位数据维数减小的问题,提出了数据预处理方法。这个算法解决了已有的傅里叶模式估计理论中要求剪切量等于采样间隔的限制,可以应用于大剪切量干涉条件下的二维波前重建。 展开更多

关键词 傅里叶光学 剪切干涉 波前重建 傅里叶变换

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基于梯度数据的三维面形重建方法 被引量：7

12

作者 荆海龙 苏显渝 刘元坤 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期41-43,共3页

目前三维传感、机器视觉等领域的许多方法如阴影法、光度立体法,偏折术法等获得的数据为离散梯度。一些实际应用如波前重建、相位测量和三维面形测量等,需要进行面形重建。本文讨论了测得梯度的偏差对重建结果的影响,分析比较了不同偏... 目前三维传感、机器视觉等领域的许多方法如阴影法、光度立体法,偏折术法等获得的数据为离散梯度。一些实际应用如波前重建、相位测量和三维面形测量等,需要进行面形重建。本文讨论了测得梯度的偏差对重建结果的影响,分析比较了不同偏差环境下基于局部积分技术的路径积分法与基于全局积分技术的傅立叶变换积分法及其修正方法的重建能力,计算机模拟实验证明了根据实际梯度偏差选择适当算法的必要性。 展开更多

关键词 波前重建 梯度场 局部积分技术 全局积分技术 傅立叶变换积分法

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径向剪切干涉测量激光光束波前的研究 被引量：2

13

作者 王岩 张磊 吕志伟 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2005年第11期39-44,共6页

详细论述了环路径向剪切干涉(cyclic radial shearing interferometry,CRSI)测量激光光束波前的原理,介绍了 傅立叶变换空间载波条纹相位提取方法,以及畸变波前的重建算法,给出了数值仿真结果,并且进行了实验研究,验证了该 方法的有效性。

关键词 径向剪切干涉 空间载波条纹 傅立叶变换法 波前重建 环路径向剪切干涉 激光光束 干涉测量 波前 傅立叶变换 提取方法 条纹相位 重建算法 仿真结果

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四波前横向剪切干涉仪的关键技术研究 被引量：5

14

作者 刘克 张孝天 +3 位作者 钟慧 何飞 刘书豪 李艳秋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期245-255,共11页

四波前横向剪切干涉(QWLSI)是一种精度高、动态范围大、分辨率高、抗干扰能力强的瞬态波前检测技术。本文结合国内外相关研究工作,重点阐述了本课题组在分束器件设计、多方向横向剪切干涉图处理、测量误差校准等QWLSI的关键技术研究方... 四波前横向剪切干涉(QWLSI)是一种精度高、动态范围大、分辨率高、抗干扰能力强的瞬态波前检测技术。本文结合国内外相关研究工作,重点阐述了本课题组在分束器件设计、多方向横向剪切干涉图处理、测量误差校准等QWLSI的关键技术研究方面取得的进展。以关键技术研究为基础,本课题组开发了QWLSI的原理装置,其绝对测量精度(RMS)达到0.0038λ(2.4 nm,λ=635 nm),重复测量精度(RMS)达到0.0004λ(0.25 nm,λ=635 nm)。QWLSI与商品化的夏克-哈特曼波前传感器的对比实验结果表明,两种仪器对含有第4~36项单项Zernike像差入射波前的测量结果基本一致。 展开更多

关键词 光学检测 剪切干涉 衍射光栅 相位提取 波前重建 误差校准

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改进的多重网格法重建含遮拦物的干涉波前 被引量：4

15

作者 姚卫 吴东楼 +1 位作者 王振东 贺安之 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期171-180,共10页

阐述了由单张干涉图求取相位主值图像及最小二乘相位恢复。推导出基于梯度拟合的泊松方程及其离散化形成后，详细讨论了多重网格法对此方程求解的原理和过程。结合路径无关与路径相关算法的优点，设计了自适应最优路径法作为多重网格法... 阐述了由单张干涉图求取相位主值图像及最小二乘相位恢复。推导出基于梯度拟合的泊松方程及其离散化形成后，详细讨论了多重网格法对此方程求解的原理和过程。结合路径无关与路径相关算法的优点，设计了自适应最优路径法作为多重网格法的预处理，改进迭代的初始条件，提高了重建精度，同时大大加快了收敛速度。实验结果证明改进的多重网格法对含遮挡物的干涉图能获得很好的波前重建效果。 展开更多

关键词 波前重建 干涉层析术 多重网格法 流场

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基于循环式径向剪切干涉法的波前重建算法研究 被引量：1

16

作者 李大海 赵晓凤 +3 位作者 陈怀新 陈祯培 陈波 景峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期223-227,共5页

提出一种基于循环式径向剪切干涉的波前重建算法。先将畸变波前经径向剪切干涉仪形成的空间相位调制干涉条纹图通过傅立叶变换处理获得对应的位相差分布 ,再直接采用迭代算法能精确重建原始波前 ,为 ICF系统中复杂畸变波前的在线准确检... 提出一种基于循环式径向剪切干涉的波前重建算法。先将畸变波前经径向剪切干涉仪形成的空间相位调制干涉条纹图通过傅立叶变换处理获得对应的位相差分布 ,再直接采用迭代算法能精确重建原始波前 ,为 ICF系统中复杂畸变波前的在线准确检测提供了可能 ,并给出了应用实例。 展开更多

关键词 径向剪切干涉 迭代算法 波前重建 ICF 循环式径向剪切干涉仪

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彩色数字全息系统中透镜色差影响的研究 被引量：5

17

作者 楼宇丽 李俊昌 +2 位作者 桂进斌 宋庆和 李重光 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期180-184,共5页

在物光通过透镜系统到达CCD平面的彩色数字全息研究中,将每一色光的像视为像空间中的物体。基于全息图补零的一次傅里叶变换(1-FFT)重建方法,导出既能较好地统一不同色光重建物体的物理尺寸,又能考虑透镜色差影响的彩色数字全息图像重... 在物光通过透镜系统到达CCD平面的彩色数字全息研究中,将每一色光的像视为像空间中的物体。基于全息图补零的一次傅里叶变换(1-FFT)重建方法,导出既能较好地统一不同色光重建物体的物理尺寸,又能考虑透镜色差影响的彩色数字全息图像重建方法。对该方法的研究结果表明,透镜色差的影响等效于让物体的重建像偏离了理想的重建像平面。然而,数字全息重建图像具有一定的焦深,在多数情况下,可以忽略透镜色差的影响,利用厂家给定的焦距标称值获得满足实际需要的彩色重建图像。 展开更多

关键词 全息 数字全息 波前重建 彩色数字全息 透镜色差

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基于叠层扫描成像技术的成像透镜透射波前测量方法 被引量：4

18

作者 纵榜铭 栾嘉蕴 +3 位作者 蒋志龙 孔艳 王绶玙 刘诚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期131-137,共7页

将叠层扫描成像技术(ePIE)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台的衍射物上,并在其后的探测器上形成衍射光斑,扫描台横向扫描并记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑,采用ePIE精确重建衍射... 将叠层扫描成像技术(ePIE)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台的衍射物上,并在其后的探测器上形成衍射光斑,扫描台横向扫描并记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑,采用ePIE精确重建衍射物体的光场复振幅,并据此反演出透镜后表面的透射光波前;移去透镜后重复上述步骤,可以重建入射到透镜上的光束波前;将透射波前减去入射波前即可得到透镜的透射波前。该方法具有准确性高、结构简单、成本低廉等优点。 展开更多

关键词 测量 透镜透射波前 叠层扫描成像技术 衍射成像 波前重建

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扫描式眼波前像差系统的夏克–哈特曼波前传感器质心探测研究

19

作者 周文豪 刘佩杰 +3 位作者 尚昆 曾茜 郭世俊 周传清 《光学仪器》 2024年第4期14-21,共8页

针对扫描式眼波前像差系统难以消除所有视角方向系统噪声的问题,提出了一种在大噪声条件下准确定位光斑阵列的质心并进行波前重建的方法。首先使用中值滤波与数学形态学方法对图像进行全局处理;接着使用改进的最大间类方差方法选取每个... 针对扫描式眼波前像差系统难以消除所有视角方向系统噪声的问题,提出了一种在大噪声条件下准确定位光斑阵列的质心并进行波前重建的方法。首先使用中值滤波与数学形态学方法对图像进行全局处理;接着使用改进的最大间类方差方法选取每个子孔径的阈值;然后通过Suzuki轮廓跟踪算法确定需要计算的光斑窗口;最后结合所提出的中值面积法精确定位光斑质心。通过对比发现,传统方法对此类大噪声条件下的真实光斑已无法进行判别,而新提出的方法可以进行正确识别,重建波前的PV值误差小于0.015λ,RMS小于0.001λ,说明该方法的准确度与稳定性明显优于传统方法。 展开更多

关键词 波前传感器 图像处理 质心定位 波前重建

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基于方形域内标准正交矢量多项式的波前重建 被引量：4

20

作者 李萌阳 李大海 +2 位作者 赵霁文 章辰 王琼华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期136-142,共7页

获得了一组方形域内标准正交的矢量多项式集,可以用于方形域内图像畸变映射及波前梯度等矢量数据的拟合。这组矢量多项式是用Gram-Schmidt方法将泽尼克梯度多项式标准正交化后得到的。由该矢量函数拟合被测波前斜率,拟合系数经过简单的... 获得了一组方形域内标准正交的矢量多项式集,可以用于方形域内图像畸变映射及波前梯度等矢量数据的拟合。这组矢量多项式是用Gram-Schmidt方法将泽尼克梯度多项式标准正交化后得到的。由该矢量函数拟合被测波前斜率,拟合系数经过简单的线性变换就可以直接得到用泽尼克多项式描述的波前,获得被测波前的相位信息。实验结果表明,该矢量集可以对夏克哈特曼传感器测得的方形孔径内的斜率进行很好的拟合。这种矢量拟合重构方法能获得很好的被测波前,具有与Southwell区域法相同的精度。 展开更多

关键词 测量 波前重建 方形域 矢量多项式 泽尼克多项式 夏克哈特曼波前传感器

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