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基于相位调制的单次曝光压缩感知成像

光学学报 2014年第10期34卷 113-120页

作者：吴建荣沈夏喻虹陈喆刘震涛谭诗语韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

随着对成像分辨率的要求日益提高,成像所需采集的数据量不断增大,亟需发展一种具有更高图像信息获取效率的压缩成像方式。压缩感知信息理论的兴起使压缩成像研究得到了快速的发展。提出了一种基于空间随机相位调制的单次曝光压缩感知成... 详细信息

随着对成像分辨率的要求日益提高,成像所需采集的数据量不断增大,亟需发展一种具有更高图像信息获取效率的压缩成像方式。压缩感知信息理论的兴起使压缩成像研究得到了快速的发展。提出了一种基于空间随机相位调制的单次曝光压缩感知成像方案,通过压缩成像实验验证了该成像方案在原理上的可行性。理论分析并实验验证了系统的空间分辨能力、信噪比随系统参数变化的相互制约关系。

关键词：成像系统压缩感知空间相位调制信噪比空间分辨能力

运动目标强度关联成像及其在遥感探测中的应用

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中国激光 2012年第12期39卷 204-210页

作者：张聪龚文林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

开展了强度关联成像领域中对于运动目标成像的研究,为了克服目标与系统之间的相对运动引起的图像退化问题,提出了基于参考臂探测器记录的光场强度分布平移补偿进而提高运动目标强度关联成像分辨率的方案。理论和实验结果表明:通过对参... 详细信息

开展了强度关联成像领域中对于运动目标成像的研究,为了克服目标与系统之间的相对运动引起的图像退化问题,提出了基于参考臂探测器记录的光场强度分布平移补偿进而提高运动目标强度关联成像分辨率的方案。理论和实验结果表明:通过对参考臂探测器记录的光场强度分布进行平移补偿,利用强度关联成像技术仍然可以获取运动目标的高分辨率图像。针对强度关联线性重构和稀疏约束非线性重构算法,分别讨论了遥感探测应用过程中探测噪声对运动目标强度关联成像重构质量的影响。此外,比较了所述技术与现有去运动模糊技术的优缺点。

关键词：相干光学强度关联成像运动目标稀疏约束遥感

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空间冷原子钟原理样机地面测试结果

中国激光 2015年第9期42卷 47-53页

作者：屈求智汪斌吕德胜李唐李琳赵剑波刘亮中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

介绍了空间激光冷却原子钟地面原理样机的实验进展。该样机是以在空间微重力条件下应用为目标而研制的超高精度激光冷却铷原子钟,主要由物理单元、光学单元、微波单元和控制单元四个部分组成。该原理样机已经成功研制了空间冷原子钟所... 详细信息

介绍了空间激光冷却原子钟地面原理样机的实验进展。该样机是以在空间微重力条件下应用为目标而研制的超高精度激光冷却铷原子钟,主要由物理单元、光学单元、微波单元和控制单元四个部分组成。该原理样机已经成功研制了空间冷原子钟所需要的超高真空系统、激光冷却光学平台、高性能微波源以及微波环形腔,实现了全过程自动运行,并获得了在地面重力条件下标志原子钟信号精度的Ramsey条纹,确定了高精度空间冷原子钟的主要科学参数和技术指标,为进一步空间工程应用奠定了科学和技术基础。

关键词：原子与分子物理学激光冷却原子频标集成光学空间应用

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基于数字微镜器件的压缩感知关联成像研究

光学学报 2011年第7期31卷 98-103页

作者：陆明海沈夏韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

将数字微镜器件(DMD)应用于压缩感知(CS)关联成像,在该成像方案中,只需用无空间分辨能力的桶探测器,并结合相应的算法就能得到物体的像;将此成像方案应用于多光谱成像,仅需用线列探测器就能得到物体多光谱像,简化了多光谱成像探测的光... 详细信息

将数字微镜器件(DMD)应用于压缩感知(CS)关联成像,在该成像方案中,只需用无空间分辨能力的桶探测器,并结合相应的算法就能得到物体的像;将此成像方案应用于多光谱成像,仅需用线列探测器就能得到物体多光谱像,简化了多光谱成像探测的光电记录过程。通过对关联成像和CS理论的介绍阐明了成像原理。在实验平台上搭建演示装置,分别用强度关联算法和CS算法计算得到物体像,通过比较表明CS算法提取信息的效率更高;且实验表明在透镜口径足够大时,成像系统的分辨率由DMD面元大小决定。在原成像装置上,对桶探测器接收的光强信号进行谱分辨测量,线列探测器记录各光谱信号,利用CS关联成像方法得到物体多光谱像。

关键词：成像系统关联成像压缩感知多光谱成像数字微镜器件

基于统计光学的无透镜鬼成像数值模拟与实验验证

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光学学报 2007年第10期27卷 1858-1866页

作者：张明辉魏青沈夏刘永峰刘红林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

作为量子信息领域分支的鬼成像,由于物体的像将出现在不包含物体的光路上的特点,使得这一领域的研究引人入胜。一度认为,只有基于纠缠态双光子的纠缠光源,才能实现鬼成像;但近年来的研究表明,经典热光场也能实现这一过程。从经典统计光... 详细信息

作为量子信息领域分支的鬼成像,由于物体的像将出现在不包含物体的光路上的特点,使得这一领域的研究引人入胜。一度认为,只有基于纠缠态双光子的纠缠光源,才能实现鬼成像;但近年来的研究表明,经典热光场也能实现这一过程。从经典统计光学入手,建立了热光场的数值模型,模拟符合热光特性的光场变化、光场传播、以及物体透射函数对热光场的调制,进而从光强度起伏的关联函数中,分别重现振幅型物体和纯相位型物体的傅里叶变换图像;通过与真实实验结果的对比,表明基于统计光学原理的该数值模型所预测的实验结果,与真实的实验结果完全一致。

关键词：量子光学量子成像数值模型纯相位物体傅里叶变换

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基于稀疏阵赝热光系统的强度关联成像研究

光学学报 2012年第5期32卷 17-24页

作者：陈明亮李恩荣王慧沈夏龚文林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

强度关联成像在近几年取得很大的突破,其应用价值越来越明显。以随机涨落的热光作为光源是强度关联成像的前提。目前常使用激光穿过旋转的毛玻璃产生赝热光。鉴于使用毛玻璃产生赝热光的局限性,提出了使用稀疏阵独立子光源产生赝热光,... 详细信息

强度关联成像在近几年取得很大的突破,其应用价值越来越明显。以随机涨落的热光作为光源是强度关联成像的前提。目前常使用激光穿过旋转的毛玻璃产生赝热光。鉴于使用毛玻璃产生赝热光的局限性,提出了使用稀疏阵独立子光源产生赝热光,并在这种光源结构下讨论了基于线性关联算法的强度关联成像和基于稀疏约束非线性算法的强度关联成像的异同。

关键词：相干光学强度关联成像稀疏约束稀疏阵

基于运动轨迹可调式随机相位板的赝热光鬼成像实验研究

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光学学报 2015年第7期35卷 146-151页

作者：吴楠龚文林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

为了保证采样的独立性,目前基于随机相位板的赝热光鬼成像系统是以每次移动不小于一个激光光斑大小进行相位调制的形式来产生高亮度的赝热光源。通过旋转、平移两台电机控制随机相位板的运动轨迹,搭建了一种运动轨迹可调的随机相位板赝... 详细信息

为了保证采样的独立性,目前基于随机相位板的赝热光鬼成像系统是以每次移动不小于一个激光光斑大小进行相位调制的形式来产生高亮度的赝热光源。通过旋转、平移两台电机控制随机相位板的运动轨迹,搭建了一种运动轨迹可调的随机相位板赝热光鬼成像实验平台。基于差分鬼成像和稀疏约束鬼成像重构算法,从实验角度对比分析了随机相位板的偏移量Δx对赝热光鬼成像质量的影响。数值模拟和实验结果均表明,在相同的采样压缩比下,当随机相位板的偏移量Δx不大于物面处的散斑大小Δxs时,成像质量随着Δx的增大而提高;而当Δx大于Δxs时,随着Δx的增大,成像质量几乎不变。此外,稀疏约束鬼成像质量优于相同采样数下的差分鬼成像质量。

关键词：成像系统相干光学鬼成像赝热光源散斑场稀疏约束

PPLN晶体1560nm激光倍频过程的热效应分析

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中国激光 2015年第7期42卷 194-201页

作者：张远涛屈求智钱军任伟项静峰吕德胜刘亮中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

基于1560 nm激光单次通过PPLN晶体倍频到780 nm激光的实验,分析了准相位匹配倍频过程中非线性转换系数与温度之间的关系。详细计算了考虑晶体极化周期的热膨胀时,晶体非线性转换系数和匹配温度的变化。采用有限元的方法,计算了激光穿过P... 详细信息

基于1560 nm激光单次通过PPLN晶体倍频到780 nm激光的实验,分析了准相位匹配倍频过程中非线性转换系数与温度之间的关系。详细计算了考虑晶体极化周期的热膨胀时,晶体非线性转换系数和匹配温度的变化。采用有限元的方法,计算了激光穿过PPLN晶体时,整个晶体和出射端面的温度场分布,并由此给出了出射面的非线性转换系数的分布情况,重点分析了晶体尺寸、光功率及散热方式对热效应的影响。仿真结果表明:增加晶体的宽度、采用导热性能好的材料作散热材料,并采用四面包围的散热方式有利于晶体的散热。

关键词：非线性光学热效应有限元分析 PPLN晶体倍频

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激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔设计

中国激光 2006年第9期33卷 1185-1189页

作者：边风刚魏荣吕德胜王育竹中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室

对自行研制的激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔进行了分析和设计,确定了需要的微波谐振腔基本参数。对影响微波谐振腔共振频率的因素进行了分析和研究,得到了共振频率随环境因素的变化规律。这些对调节微波腔共振频率和提高原子钟的准... 详细信息

对自行研制的激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔进行了分析和设计,确定了需要的微波谐振腔基本参数。对影响微波谐振腔共振频率的因素进行了分析和研究,得到了共振频率随环境因素的变化规律。这些对调节微波腔共振频率和提高原子钟的准确度有重要意义。还对研制的微波谐振腔进行了测试,结果表明微波谐振腔的性能满足激光冷却铷原子喷泉钟的要求。由测试结果进一步估算了微波谐振腔引起的横向腔相移。

关键词：量子光学冷原子微波谐振腔共振频率温度横向腔相移