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菲涅尔非相干数字全息大视场及实时动态记录研究

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菲涅尔非相干数字全息大视场及实时动态记录研究

作者：汤明玉郑州大学

学位级别：硕士

菲涅耳非相干相关全息（Fresnel incoherent correlation holography,FINCH）系统采用非相干光照明记录菲涅耳全息图。FINCH技术最显著的优点在于能够快速对三维物体进行成像,并且大量研究结果表明该系统具有较高的成像分辨率。目前,FI... 详细信息

菲涅耳非相干相关全息（Fresnel incoherent correlation holography,FINCH）系统采用非相干光照明记录菲涅耳全息图。FINCH技术最显著的优点在于能够快速对三维物体进行成像,并且大量研究结果表明该系统具有较高的成像分辨率。目前,FINCH已经成为光学成像的一个重要工具,尤其是在生物显微成像方面。但由于受到空间光调制器（spatial light modulator,SLM）以及图像传感器（CCD、CMOS）的像素数和像素尺寸的限制,FINCH系统的记录视场相比于传统的光学全息成像要小很多,因此限制了FINCH技术在面对较大范围成像时的适应能力,所以扩大FINCH技术的记录视场尤为重要。本文基于对FINCH系统的记录原理及SLM有效孔径的理论分析,设计了一种大视场掩模,通过搭建实验光路并利用计算机的简单控制,有效扩大了FINCH系统的记录视场。另一方面,FINCH的光路配置为共路同轴的干涉系统,所以至少需要进行两次全息图的记录,并采用相移法去除零级像和孪生像来获得最终的复值全息图,该方法不适合对活细胞进行观察或记录快速移动的物体,因此基于FINCH系统的单次曝光技术应运而生。本文着重研究了基于FINCH系统的实时动态成像方法,具体分析了一种在SLM上分区域加载相位掩模实现单次曝光记录方法的原理,并通过数值模拟仿真和实验验证了本研究方法的可靠性。针对进一步推动非相干数字全息（incoherent digital holography,IDH）技术在实时显微成像方面的发展和应用,本文的主要研究内容具体如下:（1）介绍了非相干数字全息技术的提出和发展过程,以及FINCH系统的提出与国内外研究现状,分析了FINCH系统在大视场成像和单次曝光成像方面的研究背景。（2）对FINCH系统的记录与再现过程进行了理论推导,首先给出了SLM的特征函数方程式,接着计算了系统的点扩散函数（point spread function,PSF）并给出了全息图的表达式,然后利用相移线性叠加公式获取复值全息图,最后讨论了几种全息图的再现方法,重点介绍了角谱衍射算法的重建过程;另外,介绍了FINCH系统的光路设置,以及各个光学元件的参数和作用,通过模拟成像和实验探究了该系统的三维全息成像特性。（3）分析了影响FINCH系统记录视场的相关因素,给出了SLM的有效记录的视场角,设计了不同双透镜光轴中心位置的大视场掩模,利用计算机调控加载在SLM上的相位掩模,有效扩大了SLM的记录孔径。并通过实验记录了不同视场下的全息图,将各个全息图进行再现、拼接处理后得到大视场再现像,实验结果说明了采用本方法可以有效扩大记录视场,并且不会影响FINCH系统的分辨率。（4）介绍了基于FINCH系统的三光轴单次曝光方法,并对比了所提出的方法与平形相移方法的区别与所占的优势,本文所研究的实时成像方法主要利用了SLM的可分区域的加载方式,将SLM等分为三个区间并分别加载上不同相移角度的双透镜掩模,通过单次拍摄获取包含三幅不同相位子全息图的复合全息图,经过三步相移线性叠加和角谱衍射法进行数据处理后获得清晰的再现像。在计算机上对单次曝光全息记录过程进行了模拟仿真,并设计搭建了实验光路记录了旋转骰子的动态视频,实验结果充分证实了单次曝光方法具有实时动态成像的能力。

关键词：非相干数字全息术菲涅尔非相干相关全息术空间光调制器大视场单次曝光

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燃气轮机箱装体排气引射通风冷却的试验研究

热能动力工程 1990年第5期5卷 7-11页

作者：汤明玉潘坤元吴作民哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所

本文通过一系列排气引射试验,得出了引射系数和引射工作段几何参数配合、排气烟道阻力、被引射气流道阻力的关系,得出了箱体内冷却气流的流场,同时,首次提出引射冷却时,燃气倒灌入箱体的可能性。从这些试验曲线出发,提出在设计燃气轮机... 详细信息

本文通过一系列排气引射试验,得出了引射系数和引射工作段几何参数配合、排气烟道阻力、被引射气流道阻力的关系,得出了箱体内冷却气流的流场,同时,首次提出引射冷却时,燃气倒灌入箱体的可能性。从这些试验曲线出发,提出在设计燃气轮机排气引射通风冷却时,几何参势选取原则及其最佳值的范围。

关键词：燃气轮机箱体通风冷却试验

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合肥市开发区工程地质条件综合评述

上海地质 1999年第2期 34-36页

作者：汤明玉安徽省建筑工程勘察院上海分院 230001

根据合肥市多年的勘察工作成果及经验,对合肥市开发区的工程地质条件作了综合评述,并依据大量已有工程建设经验对开发区内的多层、高层建筑物的地基方案,持力层的选择作了总体评价。

关键词：开发区工程地质条件地基持力层合肥市

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高黏度低固含量聚醋酸乙烯酯乳液的研制

化学与粘合 2011年第6期33卷 22-23,45页

作者：汤明玉顺德区巴德富实业有限公司广东佛山528322

为了研制出一种高黏度、低固含量的改性聚醋酸乙烯酯乳液,采用醋酸乙烯酯与部分功能性单体共聚的办法,研制出一种30%固含量、涂刷性能好、储存稳定、并且具有较高黏度的改性聚醋酸乙烯酯乳液。结果表明,采用10质量份的PVA2488做保护胶体... 详细信息

为了研制出一种高黏度、低固含量的改性聚醋酸乙烯酯乳液,采用醋酸乙烯酯与部分功能性单体共聚的办法,研制出一种30%固含量、涂刷性能好、储存稳定、并且具有较高黏度的改性聚醋酸乙烯酯乳液。结果表明,采用10质量份的PVA2488做保护胶体,在80～85℃进行接枝反应,APS用量为0.5质量份,改性单体mA、mB的用量分别为3.5质量份和1.5质量份时,所生产出的高黏度聚醋酸乙烯酯乳液有较好的综合性能。

关键词：醋酸乙烯酯改性纸张胶黏剂

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农田水利节水灌溉工程的改造对策分析

河北农机 2022年第20期 12-14页

作者：汤明玉尤新涛河北省唐山市开平区农业农村局

我国作为传统农业大国,拥有历史悠久的农业种植历史。但结合实际,我国农业发展从开始到现在一直受到了水资源的困扰,尤其是以水资源分配不均的问题,造成了我国现有在农田水利发展上面的制约。因此国家针对农田水利灌溉方面投入了专项重... 详细信息

我国作为传统农业大国,拥有历史悠久的农业种植历史。但结合实际,我国农业发展从开始到现在一直受到了水资源的困扰,尤其是以水资源分配不均的问题,造成了我国现有在农田水利发展上面的制约。因此国家针对农田水利灌溉方面投入了专项重视,其中以农田水利节水灌溉技术为代表的一系列新技术的运用,极大地提高了我国对于水资源的利用率,促进了农业可持续发展的同时也做到了对于农业发展水平的提升。而本文就结合农田水利灌溉工程的实际,从建设和管理等角度展开对于农田水利灌溉工程改造的探讨,希望能对我国在未来农田水利节水灌溉工作的开展提供一定的帮助。

关键词：农田水利节水灌溉工程改造策略分析

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PVC胶用改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制

化学与粘合 2012年第1期34卷 20-21,25页

作者：汤明玉巴德富实业有限公司广东佛山528322

采用醋酸乙烯酯与部分功能性单体共聚的办法,研制出一种对PVC塑料薄膜具有良好粘接效果的纸塑贴合用改性聚醋酸乙烯酯乳液。研究表明,采用核壳的粒子结构设计,且硬核与软壳比例为2∶1,PVA1788用量为10质量份,专用的乳化剂eA和eB用量分别... 详细信息

采用醋酸乙烯酯与部分功能性单体共聚的办法,研制出一种对PVC塑料薄膜具有良好粘接效果的纸塑贴合用改性聚醋酸乙烯酯乳液。研究表明,采用核壳的粒子结构设计,且硬核与软壳比例为2∶1,PVA1788用量为10质量份,专用的乳化剂eA和eB用量分别为2.4质量份和1.2质量份,改性单体mA和mB的用量分别为25质量份和1.5质量份时,所得乳液的综合性能最好。

关键词：醋酸乙烯酯改性 PVC膜纸张胶黏剂

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新农村建设背景下农田节水灌溉效益研究

江西农业 2023年第8期 74-76页

作者：汤明玉尤新涛河北省唐山市开平区农业农村局河北唐山063021

我国是农业大国,对于新农村建设来说,提高农田灌溉效益是至关重要的内容。为进一步推进现代农业的良好发展,解决水资源匮乏引发的各种经济问题,就要不断发展农田节水灌溉技术,提高整体灌溉效率,加快新农村建设。基于此,本文简单分析了... 详细信息

我国是农业大国,对于新农村建设来说,提高农田灌溉效益是至关重要的内容。为进一步推进现代农业的良好发展,解决水资源匮乏引发的各种经济问题,就要不断发展农田节水灌溉技术,提高整体灌溉效率,加快新农村建设。基于此,本文简单分析了几种农田节水灌溉技术,提出几点可以提高农田灌溉效益的策略。

关键词：新农村建设农田节水灌溉方法策略

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浅谈我国灌区信息化建设存在问题及对策

华北国土资源 2015年第1期 69-70,73页

作者：汤明玉马巨革中国灌溉排水发展中心北京100054 山西省国土资源厅山西太原030024

介绍了我国灌区的基本情况,研究了我国灌区信息化建设的背景,分析了国内建设现状,指出我国灌区信息化建设面临着资金短缺、标准各异、接口困难、安全性差等一系列突出问题,并针对我国灌区实际,提出了相应的解决对策。

关键词：灌区信息化信息化建设问题对策

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菲涅耳非相干相关全息相移技术

红外与激光工程 2019年第8期48卷 267-274页

作者：臧瑞环汤明玉段智勇马凤英杜艳丽刘晓旻弓巧侠郑州大学物理工程学院

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography,FINCH)属于同轴全息系统,需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析,根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式,模拟仿... 详细信息

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography,FINCH)属于同轴全息系统,需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析,根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式,模拟仿真了相移步数n对FINCH系统成像质量的影响,并搭建了非相干光反射式数字全息记录系统,对模拟结果进行了实验验证。模拟仿真及实验结果表明:通过增加相移步数不能显著提高再现像质量;二步相移能够提高记录速度,通过去除原始图像和小波分解的方法可以抑制零级像,提高再现像质量;通过对三步相移每个相移全息图拍摄多次求平均值后得到的再现像与拍摄一次得到的再现像对比发现,随着拍摄次数的增加,得到的再现像质量越来越好,背景噪声大大减弱,再现像强度越来越大,为FINCH系统再现像质量的改善提供了新的思路和新的实验基础。

关键词：全息术菲涅耳非相干相关全息术相移技术小波分解