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分光计调节途径优化的理论探讨

实验科学与技术 2014年第1期12卷 125-127页

作者：叶丽军许富洋范晓珍浙江师范大学数理与信息工程学院浙江金华321004

在普物实验中,分光计的调节和使用作为一个经典的实验项目被普遍采用,但在其调节过程中往往带有一定的机械性和偶然性,对初学者有较大的困扰。针对关键的细调环节,通过对渐近法调节原理的探讨,从理论上得出了反射镜法线和望远镜光轴偏... 详细信息

在普物实验中,分光计的调节和使用作为一个经典的实验项目被普遍采用,但在其调节过程中往往带有一定的机械性和偶然性,对初学者有较大的困扰。针对关键的细调环节,通过对渐近法调节原理的探讨,从理论上得出了反射镜法线和望远镜光轴偏离程度及调节到位情况的直接判据,可实现反射镜和望远镜的分离调节,使学生在调节中能真正做到"知其然,知其所以然",优化调节途径,有利于初学者快速掌握分光计调节的原理和技巧。

关键词：分光计渐近法十字叉丝反射像分离调节

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二元计算全息法产生复杂无衍射光束

中国光学 2022年第1期15卷 14-21页

作者：杨婧羽任志君黄文俊许富洋浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室浙江金华321004

无衍射光束是一种能在自由空间稳定传输的光束。近来,一类具有复杂光学形态的无衍射光束被引入,比如马蒂厄光束、抛物光束、非对称贝塞尔光束等。为了产生具有复杂结构的无衍射光束,需要对光波进行复振幅调制,即同时调制光波的振幅和相... 详细信息

无衍射光束是一种能在自由空间稳定传输的光束。近来,一类具有复杂光学形态的无衍射光束被引入,比如马蒂厄光束、抛物光束、非对称贝塞尔光束等。为了产生具有复杂结构的无衍射光束,需要对光波进行复振幅调制,即同时调制光波的振幅和相位。但目前的商用光学调制元件只能调制光波的振幅或相位。本文基于二元计算全息法,编码二维复透过率函数分布,构建了具有复振幅调制功能的二元实振幅非负计算全息图。利用实验室自主研发的投影成像光刻系统,对银盐干板进行曝光处理,经显影、定影处理,将其加工为相应的振幅掩模板,用来产生精确的具有复杂结构的无衍射光束。以无衍射马蒂厄光束为例,采用罗曼型迂回相位编码方法,在全息图每个抽样单元内开一个矩形通光孔径,通过改变通光孔径的面积来对复值光波的振幅进行编码,通过改变通光孔径中心偏离抽样单元中心的距离,来对复值光波的相位进行编码。最终构建了两种产生马蒂厄光束的典型二元实振幅计算全息图,其像素数高达28 000 pixel×28 000 pixel。之后利用加工好的振幅掩模板,准确、方便、高效地产生了的椭圆系数q=10,拓扑荷数m=0与m=1的第一种偶型马蒂厄光束,其他类型的马蒂厄光束可相应产生,这是一种光束形态多样、光束结构复杂的无衍射光束。实验结果证实,采用罗曼型迂回相位编码方法产生具有复杂结构的无衍射光束,有效避免了实验过程中分离的相位调制元件和振幅调制元件之间的对准误差,二元计算全息编码法是一种能用来调控产生复杂结构无衍射光束的新途径。

关键词：无衍射光束二元计算全息投影成像光刻系统罗曼型迂回相位编码

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高分辨率多视点动态全息3D显示

中国激光 2021年第1期48卷 152-159页

作者：许富洋杨鑫姚建云刘子陌宋强李勇浙江师范大学信息光学研究所浙江金华321004 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室浙江金华321004 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 珑璟光电&湖南大学微纳光学研究中心广东深圳518000

提出了一种高分辨率多视点动态全息3D显示方法,观看视点位置变化时,观看者能够看到连续变化的3D效果。在进行全息图计算时,首先根据针孔阵列投影模型,渲染3D动画中每一帧3D模型的光场图像序列;然后从已渲染的多组光场图像序列中抽取对... 详细信息

提出了一种高分辨率多视点动态全息3D显示方法,观看视点位置变化时,观看者能够看到连续变化的3D效果。在进行全息图计算时,首先根据针孔阵列投影模型,渲染3D动画中每一帧3D模型的光场图像序列;然后从已渲染的多组光场图像序列中抽取对应视角信息的光场图像进行融合,得到融合后的动态光场图像序列;在进行全息图编码时,以动态光场图像序列中的一帧图像作为物光振幅,以来自于针孔的发散球面波的相位作为物光相位,引入平面参考光进行编码,得到一个单元全息图。由于每个单元全息图的计算是相互独立的,因此在计算过程中使用并行加速计算,实现了尺寸为32 mm×32 mm、分辨率为100000 pixel×100000 pixel的高分辨率全息图,其光场图像融合和全息编码的时间仅需27 min。光学再现结果证明了该方法的可行性。所提出的高分辨率多视点动态全息3D显示方法在全息包装和3D广告等领域具有广泛的应用前景。

关键词：全息全息3D显示计算全息高分辨率全息动态全息显示光场图像渲染

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基于胶片输出仪的干涉衍射屏制作研究

大学物理实验 2010年第6期23卷 9-11页

作者：李浩许富洋何正杨赖兴俊浙江师范大学浙江金华321004

探讨了用胶片输出仪制作干涉衍射屏的方法和实验过程,结果表明制作的干涉衍射屏能有效地用于光的干涉衍射现象的演示。

关键词：干涉衍射 photoshop 胶片输出仪

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自组望远镜实验的改进研究

大学物理实验 2011年第5期24卷 51-54页

作者：叶丽军许富洋赖兴俊陈媛媛李浩何正杨浙江师范大学浙江金华321004

采用自制镜筒进行自组望远镜实验,可使实验从室内走向室外,有利于调动学生的积极性。结合USB摄像头进行的相关拓展,可实现望远镜观测的数字化,有助于学生了解计算机辅助测量的现代化手段,提升实验教学效果。

关键词：望远镜镜筒制作摄像头放大率

基于USB摄像头的单摆频闪照相实验系统的设计与开发

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大学物理实验 2023年第1期36卷 76-80页

作者：宋恭渝蔡晓峰任志君许富洋浙江师范大学物理与电子信息工程学院信息光学研究所浙江金华321000

传统的频闪照相实验通常在暗室中进行,对操作环境有一定要求。本文设计开发了一种基于USB摄像头的单摆频闪实验系统,可以在明亮的教室中使用,便捷高效。用USB摄像头实时拍摄摆球的运动情况,利用帧间差分法确定摆球的相对位置并一键生成... 详细信息

传统的频闪照相实验通常在暗室中进行,对操作环境有一定要求。本文设计开发了一种基于USB摄像头的单摆频闪实验系统,可以在明亮的教室中使用,便捷高效。用USB摄像头实时拍摄摆球的运动情况,利用帧间差分法确定摆球的相对位置并一键生成频闪照片,显示摆球运动轨迹,摆球的运动周期通过傅里叶变换计算得到。实验结果表明,该系统具有较高的测量精度,配合投影仪使用,演示效果直观明显,可以很好满足实验教学要求。

关键词： USB摄像头帧间差分法频闪单摆

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DIY模式的分光计实验教学尝试

实验科学与技术 2015年第6期13卷 12-14页

作者：许富洋叶丽军陆肖励邬汝宽浙江师范大学数理与信息工程学院浙江金华321004

为有效解决分光计实验教学中存在的问题,进行了DIY实验模式的探索。以任务的形式让学生提前进行分光计改进研究,鼓励学生综合应用各种技术手段,在"做中学,学中做";再用自制的辅助装置进行相关的实验,并交流评比,很好地调动了学生的积极... 详细信息

为有效解决分光计实验教学中存在的问题,进行了DIY实验模式的探索。以任务的形式让学生提前进行分光计改进研究,鼓励学生综合应用各种技术手段,在"做中学,学中做";再用自制的辅助装置进行相关的实验,并交流评比,很好地调动了学生的积极性,取得了较好的教学效果。研制的内置式激光辅助调节装置及基于USB摄像头的数字化辅助观测系统具有制作简单、现象直观的特点,可很好地解决分光计调节及演示讲解的困难,有着很好的推广价值。

关键词：分光计 DIY教学模式激光二极管 USB摄像头

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结构光三维成像系统的计算机仿真

光学与光电技术 2009年第3期7卷 64-66页

作者：张海花李勇许富洋金可有浙江师范大学信息光学研究所浙江金华321004

基于相位测量轮廓术和摄像机模型,提出一种结构照明三维成像系统的高精度计算机仿真算法。对于给定的物体三维模型,首先根据系统结构,采用z缓冲技术消除遮挡和阴影部分,得到与摄像机像素点对应的物体表面采样点三维坐标,再使用统一的数... 详细信息

基于相位测量轮廓术和摄像机模型,提出一种结构照明三维成像系统的高精度计算机仿真算法。对于给定的物体三维模型,首先根据系统结构,采用z缓冲技术消除遮挡和阴影部分,得到与摄像机像素点对应的物体表面采样点三维坐标,再使用统一的数学模型和方法处理投影过程。根据摄像机及投影仪的内、外参数,最终得到了摄像机像素点、物体表面采样点和投影仪像素坐标三者之间的对应关系,从而实现了结构照明三维成像系统仿真。为实际系统的结构设计、调整和参数校正提供了参考。

关键词：光学三维传感计算机仿真结构照明相位测量轮廓术

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在光学实验中开设计算全息实验的探讨

大学物理实验 2013年第4期26卷 65-68页

作者：叶丽军许富洋范晓珍高志强浙江师范大学浙江金华321004

计算全息能很好地实现传统光学全息干涉衍射过程的数字化模拟,与传统实验相比,实验参数调整方便,现象直观。将计算全息引入到光学实验教学中,可以突破传统实验的诸多限制,拓宽学生的专业知识面,促进学生的综合实验技能培养。

关键词：计算全息实验教学菲涅耳全息数值再现光学再现