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基于波前重建和李代数积分的地震波走时计算

吉林大学学报（地球科学版） 2010年第6期40卷 1463-1470页

作者：张廉萍刘洪中国科学院地质与地球物理研究所/油气资源研究重点实验室北京100029

地震波走时计算在数值模拟、层析反演和偏移成像中均有重要意义。将波前重建与李代数积分相结合,提出了一种新的适应横向变速介质的非对称走时算法,称之为wave-front construction-Lie algebra integral(WFC-LAI)算法。本算法利用一次... 详细信息

地震波走时计算在数值模拟、层析反演和偏移成像中均有重要意义。将波前重建与李代数积分相结合,提出了一种新的适应横向变速介质的非对称走时算法,称之为wave-front construction-Lie algebra integral(WFC-LAI)算法。本算法利用一次波前重建计算成像射线走时进行坐标变换,将深度域单平方根算子透镜项转化为常数,在射线坐标系下计算李代数积分和指数映射,得到地震波走时的解析表达式。数值试验表明,该方法计算结果与线性横向变速介质中走时的理论值吻合。通过与波前重建结果对比,WFC-LAI算法对于求取横向变速介质中地震波走时是可行的,节省了存储空间,易于并行,有利于提高Kirchhoff积分叠前深度偏移的精度和效率。

关键词：横向变速李代数积分指数映射波前重建非对称走时地震

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强大气湍流下扩展信标波前重建方法研究

中国光学（中英文） 2024年第5期17卷 1209-1218页

作者：毛浩迪李远洋郭劲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

针对强湍流环境下自适应光学系统无理想点信标波前探测的难题,本文提出利用光场传感器(Plenoptic sensor)对扩展信标进行光场信息探测。对扩展信标的光场成像原理、波前位相重建算法、误差影响规律进行研究,利用等效法将扩展信标看做数... 详细信息

针对强湍流环境下自适应光学系统无理想点信标波前探测的难题,本文提出利用光场传感器(Plenoptic sensor)对扩展信标进行光场信息探测。对扩展信标的光场成像原理、波前位相重建算法、误差影响规律进行研究,利用等效法将扩展信标看做数个离散点的集合,简化扩展信标在光场传感器上的成像过程,然后将光场图像按照特定方式重新进行排列组合。通过图像互相关法和Zernike模式法实现0°视场的波前重建。针对不同输入像差系数、单列微透镜单元数和噪声等误差影响因素进行仿真研究,结果表明:当输入像差在6.5λ以内时,波前重建精度约为0.08λ,对于图像分辨率为1080×1080、像元尺寸为5.5μm的图像探测器,单列微透镜单元数在40~50之间时波前重建精度最高,此外,系统噪声几乎不影响精度。最后,搭建了扩展信标波前探测系统,通过探测扩展信标对0°视场的4种像差波前进行重建,实验系统的波前重建精度约为0.04λ,基本满足自适应光学系统的波前检测要求。

关键词：强湍流光场传感器扩展信标波前重建

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大剪切量干涉的二维波前重建

中国激光 2005年第6期32卷 782-786页

作者：曾新梁佩莹丁剑平南京大学物理系江苏南京210093

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。... 详细信息

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。

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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显微数字全息中物光波前重建方法研究和比较

光子学报 2007年第6期36卷 1023-1027页

作者：王华英王大勇谢建军王广俊北京工业大学应用数理学院

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... 详细信息

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.

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

中国激光 2014年第2期41卷 73-81页

作者：李俊昌宋庆和 Picart Pascal 桂进斌楼宇丽昆明理工大学理学院 LAUM CNRSUniversitédu MaineAv.O.Messiaen72085LE MANSFrance ENSIM-cole Nationale Supérieure d'Ingénieurs du Mans rue Aristote72085LE MANS France

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... 详细信息

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。

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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用伽柏小波作干涉波前重建

光学学报 1999年第6期19卷 805-810页

作者：姚卫李振华贺安之南京理工大学应用物理系

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... 详细信息

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。

关键词：伽柏变换相位展开干涉图分析波前重建

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基于方形域内标准正交矢量多项式的波前重建

光学学报 2014年第7期34卷 136-142页

作者：李萌阳李大海赵霁文章辰王琼华四川大学电子信息学院四川成都610065 四川大学视觉合成图形图像技术国家重点学科实验室四川成都610064

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... 详细信息

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。

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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波前重建法折射成像及应用研究

地球物理学报 1999年第S1期42卷 188-194页

作者：赵成斌中国地震局地球物理勘探中心郑州450003

根据实际工作需要对传统的地震折射资料解释方法的适用范围进行了讨论,指出了传统折射资料解释方法所存在的问题。采用重建波前的方法进行折射成像,通过改进震源函数,并在反演过程中使用有限差分技术解程函方程,进行波场外推,从根本上... 详细信息

根据实际工作需要对传统的地震折射资料解释方法的适用范围进行了讨论,指出了传统折射资料解释方法所存在的问题。采用重建波前的方法进行折射成像,通过改进震源函数,并在反演过程中使用有限差分技术解程函方程,进行波场外推,从根本上解决了传统折射资料解释方法存在的问题,计算精度高,速度快。通过理论模型和实际资料的对比计算和验证,效果良好。

关键词：震源函数时间场波前重建折射成像

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平行平板横向剪切干涉仪波前重建精度的研究

光电子．激光 2020年第9期31卷 921-927页

作者：周健彪杨子晗梁艳梅南开大学现代光学研究所天津300350

在基于平行平板双光路横向剪切干涉仪中,如果两个方向的平行平板之间存在角度误差,将会使得两个方向的剪切干涉图的剪切方向不正交,最终影响波前测量的准确度。本文通过仿真实验研究了两个方向平行平板之间不同大小的角度误差对波前重... 详细信息

在基于平行平板双光路横向剪切干涉仪中,如果两个方向的平行平板之间存在角度误差,将会使得两个方向的剪切干涉图的剪切方向不正交,最终影响波前测量的准确度。本文通过仿真实验研究了两个方向平行平板之间不同大小的角度误差对波前重建精度的影响,分析了不同条件下Zernike多项式系数拟合精度、重建波前均方根(RMS)及均方根误差(RMSE)与角度误差之间的关系以及角度误差一定时,重建波前RMS及RMSE与剪切量之间的关系。研究结果表明,为了提高波前重建精度,要尽量降低两个平行平板之间的角度误差,使用更多项Zernike多项式来拟合波前,并且保证剪切量与波面尺寸比值大于10%。本文的结论对于平行平板横向剪切干涉仪的装调将会起到一定的指导作用。

关键词：横向剪切干涉仪平行平板角度误差波前重建