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散斑场相位涡旋及其传播特性的实验研究

物理学报 2009年第6期58卷 3887-3896页

作者：宋洪胜程传福刘曼滕树云张宁玉山东师范大学物理与电子科学学院济南250014 山东建筑大学理学院济南250101 山东轻工业学院数理系济南250100

用CCD记录散斑场和参考光的干涉图样,利用傅里叶变换法实现了散斑场复振幅以及相位分布的实验提取,在复振幅实部零值线和虚部零值线切点处出现一种新的相位奇点,与两条零值线交点处的传统相位奇点周围单调螺旋变化的相位分布不同,绕切... 详细信息

用CCD记录散斑场和参考光的干涉图样,利用傅里叶变换法实现了散斑场复振幅以及相位分布的实验提取,在复振幅实部零值线和虚部零值线切点处出现一种新的相位奇点,与两条零值线交点处的传统相位奇点周围单调螺旋变化的相位分布不同,绕切点一周的相位具有先增大后减小几乎呈对称性分布的特性,为了解释这种新的相位奇点,提出了准孪生相位涡旋的概念.在理论研究散斑场强度的纵向自相关函数的基础上,实验观察散斑场相位涡旋的传播,发现在光强纵向相关长度范围内的不同传播距离处的观察面上,复振幅实部和虚部随机变化而涡旋的相对位置及涡旋中心处实虚部零值线的夹角几乎保持不变.

关键词：相位涡旋散斑干涉

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菲涅耳深区散斑强度统计特性及演化

物理学报 2014年第9期63卷 126-130页

作者：宋洪胜庄桥刘桂媛秦希峰程传福山东建筑大学理学院济南250101 山东师范大学物理与电子科学学院济南250014

利用直透光波和高斯散斑场的叠加理论和基尔霍夫近似研究了菲涅耳深区散斑的构成,给出了菲涅耳深区散斑场及其强度概率密度和对比度的表达式.利用原子力显微镜测量的随机散射表面高度分布数据模拟菲涅耳深区不同散射距离处散斑,并计算... 详细信息

利用直透光波和高斯散斑场的叠加理论和基尔霍夫近似研究了菲涅耳深区散斑的构成,给出了菲涅耳深区散斑场及其强度概率密度和对比度的表达式.利用原子力显微镜测量的随机散射表面高度分布数据模拟菲涅耳深区不同散射距离处散斑,并计算绘出其强度概率密度和对比度曲线.理论与模拟相结合研究这两个统计函数的特征和直透光强所占比例的影响,以及它们随散射距离的演化规律.

关键词：菲涅耳深区散斑概率密度对比度

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散斑面内形变场检测系统设计

光学技术 2006年第z1期32卷 271-273页

作者：赵玮周萍成燕归闫夷升西安第二炮兵工程学院基础部物理教研室西安710025

数字散斑测量是一种非接触、全场测量的高精度光测方法。该系统由散斑生成装置、数据采集装置和数据处理装置三部分组成。散斑生成装置将扩散的激光束投射到待测物体上,用接收屏接收物体散射生成的散斑图像。数据采集装置主要由CCD和数... 详细信息

数字散斑测量是一种非接触、全场测量的高精度光测方法。该系统由散斑生成装置、数据采集装置和数据处理装置三部分组成。散斑生成装置将扩散的激光束投射到待测物体上,用接收屏接收物体散射生成的散斑图像。数据采集装置主要由CCD和数字采集卡组成,CCD拍摄散斑图像,并将其传输给数字采集卡,经采集卡转换成数字图像,以矩阵形式输入到数据处理装置。数据处理装置根据光学相关识别技术设计的检测程序对采集到的数字图像进行相关运算,通过对相关峰的准确定位来获取物体的形变信息。

关键词：散斑数字散斑相关匹配滤波相关联合变换相关

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等离子体中散斑光场的传输特性

物理学报 2018年第8期67卷 152-158页

作者：杨春林成都精密光学工程研究中心成都610041

为了深入了解激光驱动惯性约束核聚变系统中连续位相板所产生的散斑在抑制等离子体非线性效应时起到的作用,采用统计光学理论及矩阵光学方法,分析了散斑在等离子体中的传输特性,并通过数值模拟计算了散斑的自相关函数值.在此基础上,解... 详细信息

为了深入了解激光驱动惯性约束核聚变系统中连续位相板所产生的散斑在抑制等离子体非线性效应时起到的作用,采用统计光学理论及矩阵光学方法,分析了散斑在等离子体中的传输特性,并通过数值模拟计算了散斑的自相关函数值.在此基础上,解释了散斑抑制等离子体非线性效应的机制,通过定量计算揭示了散斑光场的自相关长度在传输过程中的变化.结果表明,高密度等离子体中的散斑自相关长度更短,这有助于对等离子体中各类非线性效应的抑制.

关键词：散斑等离子体自相关长度

基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术理论研究

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物理学报 2021年第23期70卷 372-379页

作者：尹君王少飞张俊杰谢佳谌陈宏宇贾源胡徐锦于凌尧桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学中心桂林541004 桂林电子科技大学广西自动检测技术与仪器重点实验室桂林541004

为获取生物组织和活体细胞内部精细结构,要求显微成像技术具备层析成像能力.基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术利用动态变化的散斑图案全场照明待测样品,通过提取焦平面内变化剧烈的荧光信号,获得三维结构的荧光层析图像.本文通过理... 详细信息

为获取生物组织和活体细胞内部精细结构,要求显微成像技术具备层析成像能力.基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术利用动态变化的散斑图案全场照明待测样品,通过提取焦平面内变化剧烈的荧光信号,获得三维结构的荧光层析图像.本文通过理论分析和模拟仿真,研究了这一荧光显微技术获取荧光层析图像的过程.模拟仿真了影响荧光层析图像成像质量的主要因素,CCD记录的原始荧光图像数量和散射体颗粒度与成像质量的关系.模拟仿真结果表明,荧光层析图像的成像质量随原始荧光图像数量的增加先提高后趋向饱和,随散射体颗粒度的增大先增大后降低.综合考虑成像质量和成像时间等因素,当用于提取荧光层析图像的原始荧光图像的数量为60幅,散射体颗粒度为1000左右时,可获得图像对比度高于85%的高空间分辨率荧光层析图像.理论分析和模拟仿真研究工作为基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术的系统结构设计、实现和优化提供了理论基础和指导.

关键词：散斑荧光显微技术层析成像宽场照明

参考光干涉提取复振幅的散斑统计函数的实验研究

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物理学报 2009年第11期58卷 7654-7661页

作者：宋洪胜程传福滕树云刘曼刘桂媛张宁玉山东师范大学物理与电子科学学院济南250014 山东建筑大学理学院济南250101 山东轻工业学院数理系济南250100

由散斑场和参考光的干涉图样提取散斑场复振幅、相位和强度的数值分布,并对其统计特性进行实验研究,消除了散斑场强度统计函数特别是概率密度函数的传统测量方法中噪声引起的偏差,并实现了散斑场复振幅和相位统计特性的实验研究.通过对... 详细信息

由散斑场和参考光的干涉图样提取散斑场复振幅、相位和强度的数值分布,并对其统计特性进行实验研究,消除了散斑场强度统计函数特别是概率密度函数的传统测量方法中噪声引起的偏差,并实现了散斑场复振幅和相位统计特性的实验研究.通过对不同散射角处散斑场的研究发现随着散射角度的增大散斑颗粒逐渐呈现出横向展宽的现象,且其平均宽度表现为各向异性,但是其概率密度函数并没有发生变化,与小角度情况一样属于圆形高斯散斑场.

关键词：散斑概率密度干涉

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大散射角散斑场中有关相位奇异新特性的研究

物理学报 2015年第8期64卷 196-202页

作者：宋洪胜刘桂媛张宁玉庄桥程传福山东建筑大学理学院山东师范大学物理与电子科学学院

利用散斑场和参考光的干涉提取散斑场复振幅和相位,研究了不同散射角下散斑场相位的分布规律以及相位奇异处光波复振幅实部零值线和虚部零值线夹角、光强等值线离心率的统计特性.在大散射角散斑中发现了一种新的相位奇异现象,即相位奇异... 详细信息

利用散斑场和参考光的干涉提取散斑场复振幅和相位,研究了不同散射角下散斑场相位的分布规律以及相位奇异处光波复振幅实部零值线和虚部零值线夹角、光强等值线离心率的统计特性.在大散射角散斑中发现了一种新的相位奇异现象,即相位奇异线;研究了相位在跨越奇异线时的突变规律及涡旋状相位的分布特征,发现在相位奇异线处存在着呈双曲线或抛物线状的光强等值线.

关键词：相位奇异散斑离心率统计规律

激光光斑形状和尺寸对扫描显示中散斑对比度的影响

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物理学报 2010年第7期59卷 4634-4639页

作者：常宏杨福桂董磊王安廷谢建平明海中国科学技术大学物理系安徽省光电子科学与技术重点实验室合肥230026

计算了圆形、矩形激光光斑对于激光扫描显示系统中散斑对比度的影响.对于圆形光斑,当光斑尺寸大于散射表面相关长度时,得到的散斑对比度随着光斑尺寸变小而下降;当光斑尺寸接近表面相关长度大小时,由于光斑中包含的散射颗粒变少,得到的... 详细信息

计算了圆形、矩形激光光斑对于激光扫描显示系统中散斑对比度的影响.对于圆形光斑,当光斑尺寸大于散射表面相关长度时,得到的散斑对比度随着光斑尺寸变小而下降;当光斑尺寸接近表面相关长度大小时,由于光斑中包含的散射颗粒变少,得到的是非高斯散斑,散斑的对比度反而会变大;随着激光斑进一步变小,由于镜面反射效果散斑的对比度会很快下降.对圆形光斑部分结果给出了实验验证.为了保证光斑中有足够的散射颗粒,只在一个方向压窄光斑,分别计算了平行于扫描方向和垂直于扫描方向压窄光斑得到的散斑对比度.平行于扫描方向压窄光斑,散斑的时间相关性会下降,平均效果变明显,散斑的对比度变小;垂直于扫描方向压窄,散斑对比度变化不大.

关键词：激光扫描显示散斑表面相关长度散斑对比度

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旋转粗糙目标动态散斑统计特性研究

光子学报 2014年第8期43卷 78-82页

作者：阳志强吴振森张耿巩蕾西安电子科技大学物理和光电工程学院西安710071 西安工业大学光电工程学院西安710032

针对旋转目标视线角和角速度的特征识别问题,基于激光散射理论,分析了可见光波段激光中旋转对称目标动态特性,设计了多姿态旋转运动目标的时序散斑测量光路.研究结果表明:采用多幅图相关函数计算方法对时序图进行处理,得到了不同视线角... 详细信息

针对旋转目标视线角和角速度的特征识别问题,基于激光散射理论,分析了可见光波段激光中旋转对称目标动态特性,设计了多姿态旋转运动目标的时序散斑测量光路.研究结果表明:采用多幅图相关函数计算方法对时序图进行处理,得到了不同视线角和角速度的动态散斑归一化时间相关函数曲线.给出了目标范围为0.5r/min^6r/min角速度,范围为20°~90°视线角与时间统计特性的关系.

关键词：散射时间相关函数相关旋转目标散斑统计特性激光