赵同磊:轴棱锥相位随机调制产生无衍射散斑的方法及应用初步研究论文

赵同磊:轴棱锥相位随机调制产生无衍射散斑的方法及应用初步研究论文

本文主要研究内容

作者赵同磊(2019)在《轴棱锥相位随机调制产生无衍射散斑的方法及应用初步研究》一文中研究指出:无衍射光场包含无衍射光束和无衍射散斑,其特点是在自由空间传播时,具有独特的无衍射性质。无衍射贝塞尔光束作为无衍射光束家族种的一员,最早被提出,并得到了广泛的研究和应用领域的探索,其在成像方面、探测方面等领域体现出重要的研究价值和使用价值。以无衍射贝塞尔光束为基础研究发展而来的无衍射散斑,不仅具有无衍射特性,还有散斑的随机特性,体现出了比普通散斑更好的特性。由于无衍射散斑独特的性质,在幻影成像、信息加密、无损检测等领域表现出较大的前景和价值。本文对无衍射散斑产生方法及应用进行了初步研究。主要研究内容和创新点如下:一、对文献中已有的无衍射散斑产生方法进行分析归纳,根据其原理和实现方式,将其分为两大类。第二类方法,是通过数值计算对轴棱锥相位分布施加随机调制生成合成相位膜片,将合成相位膜片直接显示在纯相位空间光调制器上,再用准直激光束照射经光学空间滤波产生无衍射散斑,不需要实际器件和装置产生实际的环形光束,具有无衍射散斑参数调控灵活、光能利用率高及实现装置结构简单等优点,因此,本论文主要研究第二类方法。第二类方法中,目前有两种施加随机相位调制的方式,一种是在数值计算中对环形光束实施随机相位调制,再经傅里叶变换生成能够产生无衍射散斑的合成相位膜片,另一种是对轴棱锥相位分布直接在方位角方向实施随机相位调制生成能够产生无衍射散斑的合成相位膜片。二、在介绍第一种方法的原理和实现过程的基础上,通过数值计算模拟,研究了其所产生的无衍射散斑场的无衍射特性和散斑特性,重点研究了随机调制单元数目对散斑完备性的影响,并就原理和实现过程、无衍射特性及散斑完备性等方面与第二种方法进行比较。研究发现:(1)原理和实现过程方面,从物理原理上来说,两种方法没有本质上的区别,第一种方法是频域调制,第二种是空域调制,不同点主要体现在生成合成相位膜片的实现过程。(2)在产生的无衍射散斑的无衍射特性方面,最大无衍射距离和平均散斑颗粒大小是由所依据的轴棱锥相位梯度参数、空间光调制器参数及照射光波的波长决定的,在器件参数和波长相同的情况下,两种方法产生的散斑场在无衍射特性方面相同的。(3)在散斑完备性方面,第一种方法中影响完备性的主要因素是随机相位调制单元数目,随机相位调制单元数目越多,散斑场的完备性越好;第二种方法中影响完备性的主要因素是方位角细分数目,方位角细分数目越多,散斑场的完备性越好;频谱面上的随机相位调制单元数目和空域面上的方位角细分数目具有某种对应等价关系。三、在实验方面,(1)采用液晶纯相位空间光调制器对第一种方法进行实验研究,实验结果验证了数值计算模拟中的分析和结论。(2)对采用DMD实现纯相位调制产生无衍射散斑进行了初步实验研究。四、在无衍射散斑应用方面,提出将无衍射散斑应用于数字全息幻影成像,并进行了初步实验研究,就高斯散斑与无衍射散斑数字全息幻影成像进行了比较,初步研究结果发现,由于无衍射特性,无衍射散斑数字全息幻影成像提高了成像系统的分辨率和景深。本文的研究内容对无衍射散斑的产生、评价及其应用领域的研究具有一定的参考价值。

Abstract

mo yan she guang chang bao han mo yan she guang shu he mo yan she san ban ,ji te dian shi zai zi you kong jian chuan bo shi ,ju you du te de mo yan she xing zhi 。mo yan she bei sai er guang shu zuo wei mo yan she guang shu jia zu chong de yi yuan ,zui zao bei di chu ,bing de dao le an fan de yan jiu he ying yong ling yu de tan suo ,ji zai cheng xiang fang mian 、tan ce fang mian deng ling yu ti xian chu chong yao de yan jiu jia zhi he shi yong jia zhi 。yi mo yan she bei sai er guang shu wei ji chu yan jiu fa zhan er lai de mo yan she san ban ,bu jin ju you mo yan she te xing ,hai you san ban de sui ji te xing ,ti xian chu le bi pu tong san ban geng hao de te xing 。you yu mo yan she san ban du te de xing zhi ,zai huan ying cheng xiang 、xin xi jia mi 、mo sun jian ce deng ling yu biao xian chu jiao da de qian jing he jia zhi 。ben wen dui mo yan she san ban chan sheng fang fa ji ying yong jin hang le chu bu yan jiu 。zhu yao yan jiu nei rong he chuang xin dian ru xia :yi 、dui wen suo zhong yi you de mo yan she san ban chan sheng fang fa jin hang fen xi gui na ,gen ju ji yuan li he shi xian fang shi ,jiang ji fen wei liang da lei 。di er lei fang fa ,shi tong guo shu zhi ji suan dui zhou leng zhui xiang wei fen bu shi jia sui ji diao zhi sheng cheng ge cheng xiang wei mo pian ,jiang ge cheng xiang wei mo pian zhi jie xian shi zai chun xiang wei kong jian guang diao zhi qi shang ,zai yong zhun zhi ji guang shu zhao she jing guang xue kong jian lv bo chan sheng mo yan she san ban ,bu xu yao shi ji qi jian he zhuang zhi chan sheng shi ji de huan xing guang shu ,ju you mo yan she san ban can shu diao kong ling huo 、guang neng li yong lv gao ji shi xian zhuang zhi jie gou jian chan deng you dian ,yin ci ,ben lun wen zhu yao yan jiu di er lei fang fa 。di er lei fang fa zhong ,mu qian you liang chong shi jia sui ji xiang wei diao zhi de fang shi ,yi chong shi zai shu zhi ji suan zhong dui huan xing guang shu shi shi sui ji xiang wei diao zhi ,zai jing fu li xie bian huan sheng cheng neng gou chan sheng mo yan she san ban de ge cheng xiang wei mo pian ,ling yi chong shi dui zhou leng zhui xiang wei fen bu zhi jie zai fang wei jiao fang xiang shi shi sui ji xiang wei diao zhi sheng cheng neng gou chan sheng mo yan she san ban de ge cheng xiang wei mo pian 。er 、zai jie shao di yi chong fang fa de yuan li he shi xian guo cheng de ji chu shang ,tong guo shu zhi ji suan mo ni ,yan jiu le ji suo chan sheng de mo yan she san ban chang de mo yan she te xing he san ban te xing ,chong dian yan jiu le sui ji diao zhi chan yuan shu mu dui san ban wan bei xing de ying xiang ,bing jiu yuan li he shi xian guo cheng 、mo yan she te xing ji san ban wan bei xing deng fang mian yu di er chong fang fa jin hang bi jiao 。yan jiu fa xian :(1)yuan li he shi xian guo cheng fang mian ,cong wu li yuan li shang lai shui ,liang chong fang fa mei you ben zhi shang de ou bie ,di yi chong fang fa shi pin yu diao zhi ,di er chong shi kong yu diao zhi ,bu tong dian zhu yao ti xian zai sheng cheng ge cheng xiang wei mo pian de shi xian guo cheng 。(2)zai chan sheng de mo yan she san ban de mo yan she te xing fang mian ,zui da mo yan she ju li he ping jun san ban ke li da xiao shi you suo yi ju de zhou leng zhui xiang wei ti du can shu 、kong jian guang diao zhi qi can shu ji zhao she guang bo de bo chang jue ding de ,zai qi jian can shu he bo chang xiang tong de qing kuang xia ,liang chong fang fa chan sheng de san ban chang zai mo yan she te xing fang mian xiang tong de 。(3)zai san ban wan bei xing fang mian ,di yi chong fang fa zhong ying xiang wan bei xing de zhu yao yin su shi sui ji xiang wei diao zhi chan yuan shu mu ,sui ji xiang wei diao zhi chan yuan shu mu yue duo ,san ban chang de wan bei xing yue hao ;di er chong fang fa zhong ying xiang wan bei xing de zhu yao yin su shi fang wei jiao xi fen shu mu ,fang wei jiao xi fen shu mu yue duo ,san ban chang de wan bei xing yue hao ;pin pu mian shang de sui ji xiang wei diao zhi chan yuan shu mu he kong yu mian shang de fang wei jiao xi fen shu mu ju you mou chong dui ying deng jia guan ji 。san 、zai shi yan fang mian ,(1)cai yong ye jing chun xiang wei kong jian guang diao zhi qi dui di yi chong fang fa jin hang shi yan yan jiu ,shi yan jie guo yan zheng le shu zhi ji suan mo ni zhong de fen xi he jie lun 。(2)dui cai yong DMDshi xian chun xiang wei diao zhi chan sheng mo yan she san ban jin hang le chu bu shi yan yan jiu 。si 、zai mo yan she san ban ying yong fang mian ,di chu jiang mo yan she san ban ying yong yu shu zi quan xi huan ying cheng xiang ,bing jin hang le chu bu shi yan yan jiu ,jiu gao si san ban yu mo yan she san ban shu zi quan xi huan ying cheng xiang jin hang le bi jiao ,chu bu yan jiu jie guo fa xian ,you yu mo yan she te xing ,mo yan she san ban shu zi quan xi huan ying cheng xiang di gao le cheng xiang ji tong de fen bian lv he jing shen 。ben wen de yan jiu nei rong dui mo yan she san ban de chan sheng 、ping jia ji ji ying yong ling yu de yan jiu ju you yi ding de can kao jia zhi 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山东大学的赵同磊,发表于刊物山东大学2019-07-16论文,是一篇关于无衍射散斑论文,数字全息幻影成像论文,轴棱锥相位分布论文,随机调制单元数目论文,方位角细分数目论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山东大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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