Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
2 College of Physics and Electronic Engineering, Qilu Normal University, Jinan 250200, China
An algorithm is proposed for the fast reconstruction of off-axis digital holograms based on a combination of complex encoding (CE) and spatial multiplexing (SM). In this algorithm, every two off-axis holograms recorded in sequence are first assembled into a CE hologram using the CE method, and then four of the CE holograms are again encoded into one complex spatial multiplexing (CSM) hologram based on the SM algorithm. It is demonstrated that the eight holograms encoded into such one CSM hologram can be quickly reconstructed by performing a two-dimensional (2D) Fourier transform (FT) on the CSM hologram. Using this method, the eight 2D FTs required for the reconstruction of the eight holograms in the conventional spatial filtering methods can be simplified to a process with only one 2D FT, which can largely improve the computation efficiency with the resolution of the reconstructed images nearly unchanged.
090.1995 Digital holography 090.4220 Multiplex holography 200.3050 Information processing 
Chinese Optics Letters
2016, 14(6): 060902
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
A setup for the generation of arbitrary vector beams is proposed. The setup mainly consists of a spatial light modulator (SLM), an angle-adjustable polarization beam splitter modulator, and a spatial filtering imaging system. Compared with the system using a birefringent beam splitter with a non-adjustable splitting angle, the polarization splitting angle of the improved setup can be adjusted by slightly rotating the related mirrors, which will bring more convenience when different wavelengths and different pixel sizes of SLMs are involved. The experimental results also demonstrate that the setup possesses a good polarization-selective imaging ability, which reveals that the setup may also be useful in polarization-selective spatial filtering imaging and polarization-encoded encryption.
260.5430 Polarization 230.5440 Polarization-selective devices 090.1760 Computer holography 
Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 122601
作者单位
摘要
1 山东理工大学理学院, 山东 淄博 255049
2 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
数值模拟了拉盖尔-高斯涡旋光束在湍流大气中传输时的光强分布和光学涡旋的漂移。由模拟结果可知,当涡旋光束在湍流大气中传输时,光强分布由最初的环形结构变为平顶结构,最终在远场演化为高斯分布;光强廓线的演变过程与传输距离、湍流强度、湍流外尺度、涡旋光束拓扑荷数、束腰宽度以及光波长有关,与湍流内尺度无关。光学涡旋在接收面的不同位置处出现的频次满足高斯分布;随着传输距离的增加、湍流的增强或涡旋光束拓扑荷数的增加,光学涡旋的漂移范围增大且在不同位置处出现的频次偏离高斯分布;适当选择涡旋光束的束腰宽度会减小光学涡旋的漂移。
物理光学 大气光学 光强分布 光学涡旋漂移 数值模拟 涡旋光束 
光学学报
2016, 36(10): 1026015
作者单位
摘要
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
2 山东理工大学理学院, 山东 淄博 255049
涡旋光束在湍流大气中传输时,其振幅和相位会发生随机起伏,导致在接收平面处的光强起伏及光束扩展等。以低阶拉盖尔-高斯涡旋光束为例,利用激光大气传输四维程序数值模拟了不同条件下的涡旋光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展。由模拟结果可知,传输距离越长或湍流越强,涡旋光束在大气中传输时的束宽扩展受湍流的影响越大;涡旋光束的拓扑荷数越高、光束的束腰越小或光波的波长越长,其束宽扩展受大气湍流的影响越小。湍流的内尺度和外尺度也会影响涡旋光束的光束扩展,但影响程度相对较小。另外,通过计算仿真还比较了涡旋光束和普通高斯光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展的差异。
大气光学 光束扩展 数值模拟 涡旋光束 
光学学报
2016, 36(3): 0301002
作者单位
摘要
山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
从标量衍射理论出发, 对基于阵列抽样的相干衍射成像中物波抽样针孔大小和图像传感器有效记录孔径对重现物波的影响进行了理论分析, 给出了描述抽样孔径和记录孔径对波前再现像影响的数学公式。理论分析表明, 在抽样波前的重现过程中记录孔径的有限大小会导致相邻抽样孔径间发生串扰; 这种串扰效应是产生波前重现误差及由此引起的成像噪声的主要来源。通过数值分析串扰次函数极大幅度随记录孔径的变化情况,发现这种串扰效应随着记录孔径的增大振荡减弱。基于该理论分析,给出了最佳记录孔径的定义及其计算公式。并通过一个实验测量实例进一步验证了当记录孔径大小等于最佳记录孔径时得到的衍射像的信噪比最大。
衍射 相干成像 衍射成像 抽样 
光学学报
2014, 34(3): 0311001
作者单位
摘要
山东师范大学,物理系,济南,250014
基于衍射的角谱理论,分析了一般二维周期阵列光场的衍射特性.提出了一种用阵列光场的倒格矢来研究和描述衍射自成像(或泰伯效应)的方法.给出了用倒格矢表示的一般衍射自成像条件.在此基础上,对典型的非正交六方型二维周期阵列光场的泰伯效应和分数泰伯效应进行了定量分析和计算机模拟.
信息光学 衍射 倒格矢 泰伯效应 
光子学报
2008, 37(5): 977
作者单位
摘要
山东师范大学物理系, 山东 济南 250014
基于标量衍射理论和快速傅里叶变换,分析了光衍射的数值模拟时可以采用的不同抽样方法及其适用性。理论分析表明,按照抽样对象的不同,存在三种适用范围不同的算法:传递函数抽样法、点扩展函数抽样法和加权函数抽样法。其适用范围分别为衍射距离小于、大于和等于特征距离的情况。在Matlab软件环境下给出了三种算法的模拟计算实例,并与相应的实验结果进行了比较,证明了理论分析的正确性。最后还给出了一种无需改变抽样点数和抽样间隔就可计算任意距离衍射过程的自适应抽样算法及其在数字全息再现中的应用实例。
傅里叶光学 衍射 抽样 传递函数 点扩展函数 加权函数 
光学学报
2008, 28(3): 442
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学
2 威海信息科学与工程学院,山东,威海,264209
3 山东师范大学,物理系,济南,250014
提出一种测量扭曲向列液晶空间光调制器的相位调制特性的新方法--横向剪切干涉法.对经扭曲向列液晶空间光调制器调制后的待测波面进行横向剪切干涉,用CCD记录其干涉图样,并用最小能量算法计算其波面的相位分布,从而测得扭曲向列液晶空间光调制器的相位调制曲线.该方法对振动、空气扰动不敏感,对测量环境要求不高.给出了TN-LCSLM不同调制状态下相位调制幅度的三维轮廓图.
衍射光学 扭曲向列液晶空间光调制器 横向剪切干涉 相位调制特性 相位调制幅度 
光子学报
2007, 36(5): 899
作者单位
摘要
山东师范大学物理与电子科学学院, 济南 250014
通过对由两个零级贝塞尔光束相干叠加形成的三维衍射光场的理论分析和计算机模拟,发现当双零级贝塞尔光束的有关参量满足一定条件时,会在光轴上形成一系列高质量的局域空心光束。在此基础上,进一步分析了这种阵列局域空心光束的大小、阵列周期及局域空心光束的质量与双零级贝塞尔光束和光路参量的定量关系。推导出双零级贝塞尔光束叠加时在中心暗斑位置达到完全干涉相消的条件是通过两个环缝的能量要相同,以及产生最佳局域空心光束的内外环缝光源半径的比值为0.465。该研究为进一步设计制备基于双零级贝塞尔光束干涉实现阵列局域空心光束的新型衍射光学元件提供了理论依据和设计参量。
衍射光学 局域空心光束 贝塞尔光束 干涉 
光学学报
2007, 27(5): 771
作者单位
摘要
1 山东师范大学物理系,济南 250014
2 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院,山东威海 264209
基于Jones矩阵理论和液晶弹性自由能理论,分析计算了扭曲向列型液晶空间光调制器(TN-LCSLM)的复振幅调制特性.以显示一维矩形光栅为例,详细计算了不同输入输出偏振器配置下的一级衍射效率.数值计算结果和分析表明,在加输出偏振器和不加输出偏振器两种情况下都存在一个具有最大一级衍射效率的取向配置.
液晶 空间光调制器 光栅 衍射效率 liquid Liquid crystal spatial Spatial light modulator gratingGrating diffractive Diffractive efficiency 
光子学报
2006, 35(4): 0603

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