1 北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室,北京100192
2 北京信息科技大学 光电信息与仪器北京市工程研究中心,北京100192
针对一种以Ⅳ型全息凹面光栅为核心元件的单色仪,为了保证仪器的光谱重建精度以提高波长准确性,通过频谱计算和理论推导对光谱重建过程中的抽样间距、光谱半高宽、探测器的光敏单元宽度和灵敏度常数等影响因素进行了分析,讨论了它们的取值关系对系统能否满足抽样定理的影响,得到了抽样间距与光敏单元宽度的合理取值区域,并应用在该型单色仪的设计实例中,为同类结构的单色仪提供了准确重建光谱的思路与方法。
光栅单色仪 光谱重建 抽样定理 grating monochromator spectra reconstruction sampling theorem
超分辨率数字全息记录系统可以突破系统分辨极限，提高系统分辨率。设计不同形式的超分辨率记录系统用CCD记录高频物光信息是目前一个活跃的研究领域。基于取样定理及衍射的角谱理论对超分辨率离轴数字全息记录系统的设计进行研究，研究表明，无论选择何种设计方案，超分辨率系统所形成的等效CCD的面阵尺寸存在一个优化值，当实际设计尺寸大于优化值时并不能进一步提高分辨率，使用优化值设计的记录系统最紧凑。基于研究结果，导出优化设计超分辨率离轴数字全息系统的方法，以分辨率测试板为物体，使用数字全息再现光场复振幅叠加的方法，给出不同等效CCD尺寸时的重建像。实验结果证明了理论分析的正确性及可行性。
全息 超分辨率记录系统 角谱衍射 优化设计 采样定理
在分析经典的Zoom-FFT算法基础上，提出一种基于傅里叶变换光谱技术的Zoom-FFT算法，用matlab仿真常规FFT算法和Zoom-FFT算法，对不同采样步长的干涉条纹进行数据处理，通过反演出的光谱曲线图和原始光谱曲线图可以看出：采样步长小于20 μm时，FFT和Zoom-FFT算法都可以反演出光谱；而当采样步长大于20 μm且小于33.3 μm时，FFT算法未能反演出光谱，而Zoom-FFT算法仍然可以反演出光谱。
傅里叶变换光谱技术 采样定理 采样步长 Fourier transform spectroscopy sampling theorem sampling step FFT FFT Zoom-FFT Zoom-FFT
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
针对传统的采样方法得到的图像数据量巨大，给图像信息的后续处理造成极大压力的问题，对压缩感知理论（Compressed Sensing，CS）进行了研究。压缩感知理论使采集很少一部分数据并且从这些少量数据中重构出更大量信息的想法变成可能，突破了奈奎-斯特采样定理的限制。综述了CS理论及关键技术问题，并着重介绍了CS理论在成像系统、图像融合、图像目标识别与跟踪等方面的应用与发展状况。文章指出CS理论开拓了信息处理的新思路，随着该理论的进一步完善，会有更广泛的应用领域。
压缩感知 采样定理 成像系统 图像处理 compressed sensing sampling theorem imaging system image processing
为了提高三色光栅彩色摄影的数字解码速度,得到高质量的解码彩色图像,需选择适当的数字化频率。根据Nyquist采样定理,分析了采样频率fs,光栅频率fg和光栅数字化频率fgs三者之间的关系,找到了fs最佳值的确定方法。结果表明,对于20 line/mm的三色光栅,fs的最佳值为2032 d/i,不仅使解码时间缩短为原来的1/3,而且完整保留了编码图像的细节和彩色信息。fs最佳值的确定方法为三色光栅彩色数码摄影术的进一步成熟提供了依据。
光栅 数字化频率 抽样定理 编码图像 傅里叶变换 激光与光电子学进展
2010, 47(3): 030502
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
提出了一种利用夏克-哈特曼波前传感器测量未知波前时确定其子孔径数目的新方法。首先将被测波前相位用傅里叶级数展开表示, 然后对展开表达式的复振幅进行贝塞尔展开, 并对它进行傅里叶变换计算出其远场光斑分布。分析表明, 波前相位频谱分量与远场光斑形态存在某种相互对应的关系, 可根据采样定理通过远场光斑的分布界限确定出夏克-哈特曼波前传感器的采样率。该方法为夏克-哈特曼传感器对未知波前进行测量时其子合理孔径数目的确定提供了理论依据, 有效避免了夏克-哈特曼传感器由于采样率不足而造成精度下降的问题, 结束了在确定夏克-哈特曼波前传感器的子孔径数目时只依靠经验的状态。
自适应光学 空间采样率 傅里叶变换 夏克-哈特曼波前传感器 采样定理
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 昆明理工大学激光研究所,昆明 650051
对以球面波作为参考光记录数字全息图的采样和再现分离条件进行了详细的分析。推导出了同时满足采样和再现分离条件时,CCD及物体的横向尺寸、物体及参考光源至CCD的距离之间需要满足的关系式,证明了完全散射物体上复振幅在记录面上的叠加可以等效为一个点光源在记录面上产生的效果,进行了相应的实验研究。结果表明
信息光学 数字全息 采样定理 频谱分离 球面参考光波 无透镜傅里叶变换全息术
华南师范大学传输光学实验室,广东,广州,510631
由于取样定理的限制,常规的基于快速傅里叶变换(FFT) 光束传输模拟算法不能进行任意焦距聚焦光束的传输过程的模拟。为此提出了一种新算法:将球面波因子提出,将会聚光束的传输过程转化为非会聚光束的传输,从而间接地求得了聚焦光束的光场分布。利用Fresnel 数对两种传输过程的关系和聚焦光束的传输特性作了分析。
激光物理 聚焦光束 菲涅耳数 取样定理 带宽乘积
提出近场衍射图样的抽样定理处理方法。 在近场衍射中, 孔径和衍射场分布为或近似为空间有界物, 在其频域中抽样可以比较精确地恢复衍射场的分布。 衍射场频谱带宽的近似值由频谱的幅值大于中心频谱极大幅值的1%的频率范围所确定。 在此带宽内对频谱抽样, 抽样间距与观察处的带宽成正比, 与孔径函数的空间带宽积成反比。 对于线度小于波长的狭缝和圆孔的近场衍射图样的计算结果都与他人理论和实验结果相一致。 该方法具有直观简捷的优点。
抽样定理 近场衍射 空间带宽积
