發(fā)布時間：2020-04-12 20:32

【摘要】：關聯(lián)成像是基于熱光場的強度漲落關聯(lián)來獲得物體的像的新型成像技術(shù)。時域信號在光纖等色散介質(zhì)中傳輸會失真從而影響信號的重建,本文將熱光場關聯(lián)及強度關聯(lián)測量引入到時域中來實現(xiàn)對時域成像的研究,從波動方程出發(fā)分析了近軸衍射和脈沖色散的空間-時間對應關系即空間-時間二象性(又稱時空二象性),基于時空二象性研究了熱光關聯(lián)的一階時域成像和二階時域Talbot自成像。第一章介紹了研究背景及選題意義。第二章介紹了光場關聯(lián)和關聯(lián)成像基礎理論。第三章首先通過類比描述近軸衍射和脈沖色散的波動方程,從而得到兩種情況下的光場傳輸與脈沖響應函數(shù)的關系,并通過脈沖響應函數(shù)的級聯(lián)性得到了幾種典型光學系統(tǒng)的時域脈沖響應函數(shù)。然后基于時空二象性設計了熱光一階關聯(lián)的時域成像方案,得到了描述該時域成像的強度表達式,接著討論了熱光源的脈沖寬度和相干時間對成像質(zhì)量的影響。結(jié)果表明隨著光源脈沖寬度的增加,時域成像的可見度逐漸降低,但是時域物體的矩形波逐漸顯現(xiàn);而當脈沖相干時間增加時,像的分辨率降低但是可見度增加。因此需要適當選取光源的脈沖寬度和相干時間來兼顧可見度和分辨率以獲取更高質(zhì)量的像。本結(jié)果對于擴展利用關聯(lián)測量的方法實現(xiàn)時域信號的再現(xiàn)具有重要意義。第四章基于時空二象性設計了實現(xiàn)基于熱光關聯(lián)的二階時域Talbot自成像方案并進行了理論研究,結(jié)果表明在滿足Talbot條件并且不需要額外的色散補償或消除,就可以實現(xiàn)周期性時域信號的自成像,也可以實現(xiàn)時域信號周期的放大或縮小,這可為周期性信號在色散介質(zhì)中的再現(xiàn)或頻率的倍增提供新的理論支持和技術(shù)路徑。
【圖文】：

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀關聯(lián)成像又稱為鬼成像，，與傳統(tǒng)成像技術(shù)基于強度分布測量來獲得物體的像不同，是一種基于強度漲落關聯(lián)來獲得物體的像的新型成像技術(shù)。光源發(fā)出的具有強度漲落關聯(lián)性質(zhì)的光被分束器分成強度相等的兩條光路，一路光(物光路)透射過物體后被桶探測器接收，桶探測器是指無法分辨物體空間結(jié)構(gòu)只能記錄光場總強度的探測器，另外一路光(參考光路)在自由傳播一段距離后直接被探測器接收，這個探測器能夠分辨物體的空間結(jié)構(gòu)，但是這條光路中并沒有物體，因此這兩條光路中任何一條都不能單獨得到物體的像，但是通過對兩條光路探測到的信號應用強度漲落關聯(lián)測量的方法就可以得到物體的像[1-3]。這一測量方法來源于 1956 年美國科學家漢博雷-布朗(Hanbury-Brown)和特威斯(Twiss)設計并完成的測量星體角直徑的實驗[4]。HBT 實驗基于強度漲落關聯(lián)的測量方法，由于不受大氣湍流擾動的影響而受到了廣泛關注。1988 年，D. N. Klyshko 提出了一個利用糾纏光子對作為光源來實現(xiàn)量子關聯(lián)成像的理論[5]，這里的糾纏光子對由自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。

第一章 引言 年，史硯華研究組利用雙光子糾纏源首次在實驗上實現(xiàn)了量子關聯(lián)驗示意圖。氬離子激光器發(fā)出的光束對非線性BBO晶體進行泵浦號和閑置光子對，然后通過色散棱鏡將泵浦光束和下轉(zhuǎn)換光束分離偏振分束棱鏡發(fā)送到不同方向上，被分光棱鏡反射的信號光束經(jīng)透照射到物體上，經(jīng)透鏡收集后被位于透鏡焦平面的探測器1D接收，置光束經(jīng)過濾波器后被能夠進行橫向平面掃描的探測器2D接收。通到的信號進行符合測量得到了如圖 1-2 所示的物體的像。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O431.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前4條

1 崔璨;王雨雷;呂志偉;陳義;白振旭;遠航;鄭振興;哈斯烏力吉;;用于贗熱光鬼成像雙波長高分辨激光光源研制[J];光電技術(shù)應用;2019年01期

2 張禮華;張云升;殷倩文;;Li_2O/K_2O物質(zhì)的量比對P_2O_5-Al_2O_3-BaO-Li_2O-K_2O磷酸鹽玻璃熱光性能的影響[J];材料導報;2018年12期

3 高祿;亓曉曼;肖珂;宋漢全;;隨機正交匹配追蹤算法的熱光鬼成像[J];實驗室研究與探索;2019年06期

4 楊東永;葛玉斌;;單模-多模光柵-單模光纖傳感器的熱光系數(shù)溫度靈敏度[J];艦船電子工程;2019年04期

相關博士學位論文 前2條

1 朱俊;量子關聯(lián)定位關鍵技術(shù)的研究[D];上海交通大學;2012年

2 譚楊;光學晶體波導中的激光和非線性效應[D];山東大學;2011年

相關碩士學位論文 前7條

1 張瑞雪;基于熱光關聯(lián)的時域成像研究[D];天津理工大學;2019年

2 趙學亮;贗熱光關聯(lián)成像實驗研究[D];清華大學;2017年

3 肖珂;熱光關聯(lián)成像及濾波實驗研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2018年

4 李凱華;基于壓縮感知的贗熱光關聯(lián)成像方案設計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2018年

5 陶寶生;一種新型熱光關聯(lián)成像[D];遼寧大學;2017年

6 高秀攀;基于Mach-Zehnder干涉儀的聚合物熱光模式開關研究[D];電子科技大學;2017年

7 陳霄祥;基于關聯(lián)特性的連續(xù)光測距技術(shù)研究[D];上海交通大學;2013年

本文編號：2625147