一、干涉条纹场中一维运动目标的二维成像（论文文献综述）
张润南,蔡泽伟,孙佳嵩,卢林芃,管海涛,胡岩,王博文,周宁,陈钱,左超[1]（2021）在《光场相干测量及其在计算成像中的应用》文中进行了进一步梳理光场的相干性是定量衡量其产生显着的干涉现象所具备的重要物理属性。尽管高时空相干性的激光已成为传统干涉计量与全息成像等领域不可或缺的重要工具,但在众多新兴的计算成像领域（如计算摄像、计算显微成像）,降低光源的相干性,即部分相干光源在获得高信噪比、高分辨率的图像信息方面具有独特优越性。因此,部分相干光场的"表征"与"重建"两方面问题的重要性日益凸显,亟需引入光场相干性理论及相干测量技术来回答计算成像中"光应该是什么"和"光实际是什么"的两大关键问题。在此背景下,系统地综述了光场相干性理论及相干测量技术,从经典的关联函数理论与相空间光学理论出发,阐述了对应的干涉相干测量法与非干涉相干恢复法的基本原理与典型光路结构;介绍了由相干测量所衍生出的若干计算成像新体制及其典型应用,如光场成像、非干涉相位复原、非相干全息术、非相干合成孔径、非相干断层成像等;论述了相干测量技术现阶段所面临的问题与挑战,并展望了其未来的发展趋势。
张熙[2]（2021）在《透射式K空间变换成像技术研究》文中提出三维成像技术在当代社会应用广泛,在信息和生命科学领域中尤为突出。物体的三维信息对于人们正确认识和探知其结构、三维形貌等具有重要意义。随着近年科学技术水平的飞速发展,人们对提取物体三维信息的能力的需求也日益增长。现代三维成像也逐步向着高分辨、记录彩色图像、动态成像的趋势不断发展,对传统三维成像技术不断提出了新的挑战。近年来,人们相继开发出许多全新的三维成像技术,其中包括全息术、激光扫描共聚焦显微镜、光学相干层析术等。而在这之中,数字全息技术由于其自身独特的成像特点和优势,被广泛应用于各种三维成像领域中。由于数字全息技术可以重建记录面的光场复振幅,并通过数值衍射传播到待测物体平面,从而获得物体表面的光场分布。但是对于高透过率的弱散射型样品,传统数字全息术不能实现对物体不同深度进行层析成像,而近年来新发展的多种数字全息三维成像技术都或多或少的存在结构复杂、成像速度慢的缺点。因此,为了克服目前数字全息三维成像技术中上述的诸多劣势,本文设计提出了一种与传统三维成像技术原理完全不同的透射式K空间变换三维成像方法,仅需单波长照明和一维方向运动扫描即可实现对三维物体的层析成像,极大简化了光学系统结构并且显着加快了成像速度。本文提出的透射式K空间变换三维成像技术利用片状照明光对物体进行照明,引入参考光和物体透射光波进行干涉并记录离轴全息图,采用传统数字全息技术对透射光的空间频谱进行重建后,利用高通滤波法将频谱中的零级衍射光分量滤除,再通过K空间变换将空间频谱转换到另一平面,对其做反傅里叶变换得到该平面的空间分布。将物体沿横向进行一维扫描并组合就可以重建出整个物体的层析像。基于本文提出的透射式K空间变换三维成像方法,分析了其基本原理和特性,分别利用数值模拟和实际实验证实了该方法的可行性,对其中引入的高通滤波法进行分析和特性说明,并从实验数据中得到成像系统的横向、纵向和轴向分辨率分别为31.3um、44.2um和1mm左右,定量测量了搭建的透射式K空间变换三维成像系统的分辨能力。由于该方法能够使用透射光进行三维层析成像,由此可推广到X射线成像和其它短波长测量中,并且由于采用一维方向的线扫描方式,因此可以实现快速三维成像,在研究样品内部三维结构信息和生物动态观测成像中具有潜在的应用价值。
孙辉[3]（2021）在《光晶格中的多体自旋系统实验研究》文中研究说明随着量子调控技术的提升,超冷原子在在原子分子物理、凝聚态物理、量子信息科学等多个方向有了广泛的应用,成为量子模拟和量子计算的重要实验体系。它系统纯净、理论清晰,兼具高操纵性和高可观测性等优势。而光晶格技术能够为超冷原子提供完美的周期外势,并大大增强了相互作用,使超冷原子的研究得以进入强关联区域。它是实现超冷原子对固态晶格模型的量子模拟和大规模量子信息处理的重要技术之一。本论文主要聚焦于光晶格系统中超冷原子构成的多体自旋物理系统的实现和研究。首先,本论文讨论了光晶格中强关联超冷原子系统的制冷问题,实验实现了低熵的单占据二维莫特绝缘态,为多体自旋系统的研究搭建了良好的实验平台。在此基础上,本文开展了光晶格中多体自旋系统的相关实验研究,在量子计算和量子模拟方向都卓有进展。其一,在光晶格中实现了并行的高保真度两体纠缠门。其二,在光晶格中研究了晶格磁性模型,制备了玻色子海森堡反铁磁态。首先,本论文提出了光晶格中强关联玻色子的降温方案,实现了对二维玻色子莫特绝缘态的深度冷却,为多体自旋系统研究奠定了基础。基于对超晶格的精密调控,本文利用了超流相对莫特绝缘相的冷却,最终实现了一维双占据无缺陷的莫特绝缘态。同时,本文实现了间错一维双占据莫特绝缘相到二维单占据莫特绝缘相的高精度态编辑过程。通过上述方法,我们获得了在104个格点区域内的平均填充率为0.992（1）的单填充光晶格系统,为此后的多体自旋系统的研究构建了极具优势的平台。其次,本文提出并实现了基于二维超冷原子莫特绝缘态的快速纠缠门方案,制备了 1250对高保真度的纠缠原子对。高精度两体纠缠门是在光晶格中进行可扩展量子计算的首要步骤。因此,本文提出了超晶格系统中四态干涉（?）纠缠门方案,大幅度缩短了纠缠门操作时间,从而极大地提高了两体门的保真度。实验上,通过精确控制超晶格相位和晶格深度,两体纠缠门的操作时间被缩短至0.8 ms,因而实现了平均纠缠保真度测为0.993（1）的两体纠缠门。该两体纠缠门的保真度超过了拓扑纠错量子计算方案的阈值,为光晶格中使用超冷中性原子实现可扩展的量子计算奠定了基础。第三,本文讨论了光晶格中海森堡反铁磁模型的设计和实现,并绝热制备了一维玻色子海森堡反铁磁体,通过研究尼尔态的弛豫行为,本文首先验证了晶格海森堡磁性模型的有效性。在此基础上,本文提出了态绝热演化的方法,实现了由尼尔态到海森堡反铁磁态的变换。本文开发了多种测量技术,测量了系统反铁磁关联、涨落、自旋旋转不变性和退相干机制,验证了玻色子海森堡反铁磁态的成功制备。一维玻色子海森堡反铁磁态的实现是玻色子磁性量子模拟的重要一步,同时绝热态演化的方法也为制备多体态提供了新的路径。综上所述,本文研究了高填充率光晶格平台的实现,并在多体自旋系统中做出了探究性的研究工作。
李灿[4]（2020）在《彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究》文中进行了进一步梳理准确地测量流场中雾化液滴的多种关键参数,对提高燃烧效率、减少污染物排放和精细优化控制等具有重要的指导优化作用。微小颗粒分散到不混溶的液体形成的含杂液滴广泛存在,却因表征测量难度大受到较少关注。液滴串瞬态蒸发研究能很好地数学模型化液滴群蒸发中的液滴间相互作用,同样缺乏这方面的高精度实验研究。上述研究的难点在于面向含杂液滴和瞬态蒸发液滴串的先进测试手段缺乏。作为一种先进光学测量技术,彩虹折射技术能同时测量热力学参数（折射率、温度和组分等）和几何学参数（粒径）,极具解决上述难点的潜力。同时对复杂多相流的测量要求,也促使测量技术朝着高维度等方向发展。提升待测场空间维度,极大利于雾化场液滴关键参数的演变测量,这促使了彩虹折射技术从1D“线”到2D“面”测量的研究。目前没有算法能同时处理标准和全场彩虹信号的反演,同时还缺乏对基于不同迭代方法的彩虹信号反演算法在精度和速度上表现的评估。针对上述问题,本文通过理论分析、模拟和实验验证结合等手段,开展了彩虹折射技术的二维化、含杂液滴表征、液滴串瞬态蒸发测量及彩虹信号反演算法的研究。基于理论分析提出了二维彩虹折射测量方法,包括设计配置简单可靠的二维彩虹测量系统,提出一种二维散射角面标定方法和标定系数高精度反演算法,搭建了液滴发生系统和二维彩虹测量系统。对测量系统进行了二维散射角标定和在室温为8°C下测试了平面视场为130.5 mm×81.5 mm的去离子水气动喷雾。对一张典型二维彩虹实验图像进行图像识别和定位等处理,通过彩虹信号轮廓获得了两个待测液滴的平面位置信息。结合二维散射角的标定,成功实现了二维彩虹折射法对二维平面雾化液滴的在线测量。来自算法和图像识别的误差综合导致折射率最大测量误差估算为7×10-4,粒径相对误差为1.4%。基于彩虹二阶折射信号的拟合反演和消光作用分别表征液相参数（宿主液滴折射率和粒径）和固相参数（内含物体积浓度和尺寸）的思路,提出二阶与零阶折射信号强度比方法消除强度随机的影响,并理论推导出计算公式。基于蒙特卡洛的光线追踪方法模拟分析了多种因素对含杂液滴几何彩虹角附近光散射信号的影响。搭建单/双波长的标准彩虹测量系统和液滴发生系统,分别开展内含物尺寸已知和未知的系列实验。实验验证了消光彩虹折射法表征测量含纳米颗粒物液滴的可行性和有效性。采用相位彩虹折射法PRR和高速显微阴影法相结合的方法,对喷射到空气中的微米级运动乙醇液滴串的瞬态蒸发进行了定量研究。搭建带温控的液滴串发生和高速显微阴影成像系统,生成粒径、速度、间距参数和温度可控的乙醇液滴串。搭建简单紧凑的改进性PRR测量系统,记录不同激励频率、流量和初始加热温度下液滴串的PRR图像。实现了测量线范围内100～180 nm量级粒径减小的分辨和乙醇液滴串蒸发速率测量为（0.7～4.4）×10-8（m2/s）。通过测量的液滴串蒸发速率与由Abramzon&Sirignano模型预测的单液滴蒸发速率之比来量化液滴串中液滴间相互作用的影响,统计大量实验测量数据归纳出了一种改进的经验关联式。针对标准/全场彩虹信号的反演处理,提出了一种基于局部最小的通用性反演算法。该算法基于带修正系数的CAM理论建立带不等式约束的非线性最优化目标函数,并采用不同迭代方法进行迭代求解。对于标准彩虹信号,Active-set法在精度(折射率误差<2×10-4,粒径相对误差<1.3%)和速度（平均耗时0.45 s）上表现最佳;对于全场彩虹信号,采用Active-set方法作为对反演精度要求高且对速度不关注的反演迭代方法,折射率反演误差小于1×10-4,平均粒径相对误差小于2.0%,平均耗时13.2 s;反之采用Brent方法,其反演的折射率最大误差在3.5×10-4左右,粒径相对误差绝大部分小于10%,但平均耗时不到1 s。
姜景宁[5]（2020）在《分布式MIMO声呐目标检测和成像方法研究》文中进行了进一步梳理水下目标探测包括检测、定位、跟踪和识别四个方面。与被动目标探测相比,主动声呐探测除了受目标信号散射起伏和水声信道的空-时-频变化影响外,还受到混响干扰的限制,导致在浅海环境,传统的单基地或双基地声呐探测性能下降。分布式多输入多输出（multiple input and multiple output,MIMO）声呐利用空间分集,通过非相干处理,在提高对目标检测性能与定位精度的同时,增强探测的稳健性。由于发射机和接收机在空间上充分分开,分布式MIMO可以获得目标在不同方位的散射信息,对目标进行逆散射成像。本文首先研究分布式MIMO声呐信号模型。主动声呐探测系统需要在混响中分辨目标回波,提升信混比。因此,本研究从发射端的有效照射和接收端高分辨处理两方面入手。根据声呐方程,有效照射就是将发射能量集中在所感兴趣的目标,减少发射能量泄露到混响区域。为此,侧重研究分布式时反MIMO声呐和分布式相控MIMO声呐。通过发收互动的迭代方式,将发射能量聚焦在目标处,从而抑制混响、提高信混比。在接收端高分辨处理中,将宽带波束形成和时域匹配滤波的输出进行二维解卷积处理,减小模糊度函数的主瓣宽度,并降低其旁瓣级,提高水平均匀接收线阵在角度-时延平面内的分辨力,实现从混响中有效辨识目标回波信号。该方法与分布式MIMO处理相结合能进一步提升声呐系统的目标检测和定位性能。在目标检测和定位的基础上,本文着重研究了分布式主动探测系统的逆散射成像问题。水声探测中的目标,通常是由若干个简单流线型物体组合而成,其散射特性与角度、频率和目标形状尺寸相关。传统主动声呐探测研究中,将目标看作具有特定散射强度的点目标,忽略散射波包含的与目标形状相关的信息。在散射声场模型研究中,本文推导了波导下垂直放置的有限长实心刚性圆柱体的散射声场,并研究环境参数和目标类型对成像质量的影响。在对目标定位后,根据宽带信号照射目标的回波信息,运用逆散射成像方法反演球体和圆柱体的截面形状。与自由场情况不同,浅海波导中目标散射的模耦合转换和多模传播会导致成像结果中出现失焦和重影现象。针对此问题,本文提出基于相位共轭信道解卷逆散射成像方法和基于稀疏重构的信道解卷逆散射成像方法,实现了对目标边界高分辨重建。其中前者采用时反传播的思想,降低水声信道对逆散射成像的影响。后者利用水声信道的稀疏性,通过辨识多径分量,分析多径在角度-时延上的分布特征,解决多径效应导致的重影现象和多径传播的群速度小于声速导致的失焦现象。运用稀疏重构方法对目标回波的高分辨,能进一步抑制旁瓣、提升成像质量。同时,也可以解决因多径导致分布式MIMO声呐正交波形相关性增大问题。计算机数值仿真和试验结果证明了本文提出的分布式MIMO声呐相对于双基地声呐在抑制混响、提高目标定位精度上有优势。与常规波束形成相比较,二维解卷积波束形成方法在角度-时延平面内有更高的分辨力。在实现目标定位的基础上,试验结果也验证了本文所提出的逆散射成像方法的有效性。
张锐[6]（2020）在《基于随机编码混合光栅横向剪切干涉的波前检测技术关键参数与应用研究》文中指出光学波前检测技术在工业、天文、生物医学等领域扮演着重要的角色。传统泰曼格林和斐索干涉系统动态范围和灵敏度为固定值,针对不同待测对象不能动态的调节,且系统结构复杂对环境干扰敏感,不适合于现场检测;夏克-哈特曼传感器结构简单,动态范围大,但是横向分辨率很低;点衍射干涉仪、三波前横向剪切干涉仪和交叉光栅横向剪切干涉仪都存在针孔或级次选择窗口对准困难的问题;改进哈特曼模板横向剪切干涉仪存在周期性Talbot效应,只能在特定位置才能得到高对比度干涉图。基于光通量约束的随机编码混合光栅（Randomly Encoded Hybrid Grating,REHG）横向剪切干涉系统无需级次选择窗口,没有周期性Talbot效应,具有抗干扰能力强,动态范围大,结构紧凑,剪切率连续可调,分辨率高等特点,在光学元件面形检测、光学系统像差检测以及定量相位成像等领域具有非常广阔的应用前景。本文在课题组已有工作的基础上,对REHG横向剪切干涉系统设计原理,以及剪切率、动态范围、灵敏度和波前重构精度等关键参数进行了讨论,提出了基于剪切波前特征提取的剪切率标定算法,应用REHG横向剪切干涉技术建立了非球面非零位通用化检测系统和宽带灵敏度增强实时定量相位成像系统。主要研究内容如下:论述了光学波前检测技术的背景及其在航空航天、军事、工业、生物医学成像等领域的重要意义,叙述了目前常用的波前检测技术及应用研究进展,综合分析了各波前检测技术的优缺点,提出REHG横向剪切干涉系统研究的必要性。论述了 REHG横向剪切干涉系统模型,针对传统剪切率计算误差较大的问题,提出了基于剪切波前特征提取的剪切率标定算法。分析了 REHG的数学模型、系统特性以及主要加工误差,并讨论了 REHG横向剪切干涉波前重构算法。明确了决定剪切率的主要因素,对系统相对灵敏度和动态范围等关键参数进行了详细讨论。提出了基于剪切波前特征提取的剪切率高精度标定算法,仿真结果相对于初始设定值误差仅为0.2%,具有很高的标定精度。针对非球面难以实现快速高精度通用化检测的问题,提出了基于REHG横向剪切干涉的非球面非零位通用化检测系统。阐述了系统结构特点和回程误差产生机理,分析了系统的通用化检测能力。讨论了基于实际检测系统建模的迭代逆向优化回程误差校正算法。基于本系统对非球面检测的原理性仿真,理想情况下面形重构残差均方根（Root Mean Square,RMS）值约为5×10-3λ,论证了 REHG横向剪切干涉非球面非零位检测方法的可行性和精确性。分析了系统关键元件位姿误差,并给出了误差控制方法。针对传统光强型显微镜对细胞观测需要染色标记的问题,提出了基于REHG横向剪切干涉的宽带灵敏度增强干涉显微镜（Wideband Sensitivity Enhanced Interferometric Microscope,WSEIM）,可用于实时定量相位成像。针对单剪切定量相位成像系统存在频谱周期性缺失的不足,引入双剪切干涉系统对缺失的频谱进行补偿,并给出了灵敏度增强的剪切率选择约束条件。为了满足实时可视化定量相位成像的要求,提出了一种可用于并行计算的完全矢量化路径无关差分整平相位解包裹算法,对于两幅2048×2048像素干涉图的相位重构帧率可达54.91 fps。WSEIM仿真实验相位重构残差的标准差为0.751 nm,论证了系统的相位成像精度。对本文研究内容展开实验验证。首先采用刻蚀有特定图案的熔石英位相板进行剪切率标定实验,并对位相板刻蚀深度和球面镜面形进行表征,与ZYGO干涉仪测量结果RMS值误差均在10-3λ量级,论证了剪切率标定的精确性。搭建了非球面非零位检测实验系统,完成了关键元件位姿误差的控制,测量结果与ZYGO干涉仪无像差点法测量RMS误差为2×10-3λ,论证了系统的可行性和精确性。采用两个不同剪切率的REHG横向剪切干涉仪搭建了 WSEIM系统,对熔石英基板的表征与Wyko NT9100白光轮廓仪标准差为4.164 nm,验证了系统相位重构的高精确性。与传统单光栅四波前横向剪切干涉定量相位成像系统相比,WSEIM可以消除频谱缺失引起的周期性误差,并将时间标准差减小约50%。应用WSEIM实现了红细胞的实时动态定量相位成像,达到了预期研究目标。
赵乐诗[7]（2020）在《镜像综合孔径测量中的极化影响分析及应用》文中认为突发性气象灾害的巨大破坏性使得世界各国都对极端气候的准确预报提出了非常迫切的需求。该需求重点涉及在地球静止轨道实现对大气温度和湿度的高空间分辨遥感问题。而受限于实孔径微波辐射计和综合孔径微波辐射计各自的技术瓶颈,目前在地球静止轨道还没有能够有效解决空间分辨率的测量方法。针对地球静止轨道气象卫星对大气温度和湿度被动微波遥感的高分辨需求,镜像综合孔径微波辐射测量被提出,其核心思想是利用小型阵列和二维镜像综合孔径原理形成大孔径虚拟天线阵列,通过孔径综合以低的系统复杂度获得高的空间分辨率。该方法经过南昌大学与华中科技大学的联合研究,其基本理论已通过仿真与实验验证,但在研究过程中发现对镜像综合孔径测量中的极化影响尚未进行比较充分的理论分析与实验验证。本文围绕极化问题,分析了电磁波极化对镜像综合孔径相关输出测量的影响,推导了不同极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射信号模型以及双天线相关输出的理论公式。针对镜像综合孔径辐射测量中的极化影响,本文采用了南昌大学Ka波段天馈系统搭建35GHz8通道一维/二维阵列镜像综合孔径样机系统,并开展仿真及干涉条纹验证实验。实验结果与理论推导以及仿真结果基本一致,验证了不同电磁极化波对镜像综合孔径测量的影响,进一步完善了镜像综合孔径的理论基础。针对阵列测向中的极化问题,本文研究了镜像综合孔径实现全极化测向的可行性,进行了单点源成像极化实验以及双点源成像极化模拟实验,实验结果表明基于镜像综合孔径系统,采用一组圆极化线阵即可接收全极化信号,实现辐射源的高精度测向,并获知辐射源的极化状态。
郭瑞军[8]（2020）在《微型光阱阵列中异核原子量子比特相干性研究》文中研究指明紧密排列的微型光学偶极阱阵列中的中性原子体现出了极好的扩展性,因此在量子模拟和量子计算中有广阔的应用前景。最近,研究者已经证实了无缺陷的原子阵列,可以确定地将50个量子比特存储在一维、两维空间,或者将更多的量子比特存储在相对紧凑的三维空间中。51个原子的量子模拟器也已经被演示。当中性原子量子比特的数量扩展以后,不完全隔离的逻辑操作和单个量子比特的初始化和状态读出,会导致串扰问题。将相同种类的量子比特扩展到混合种类的量子比特（一个用于数据量子比特,另一个用于辅助量子比特）是在初始化、逻辑和测量操作期间避免串扰问题的有效方法之一。然而,迄今为止混合种类量子比特叠加态的相干时间极不平衡,使得辅助量子比特叠加态的强退相干成为了混合量子比特逻辑门测量误差的主要来源。本学位论文构造了一个偏振协调的异核体系魔幻光强偶极阱阵列,有效地消除了光频移导致的异核原子量子比特叠加态的退相干,使阵列中异核原子量子比特叠加态的相干时间均提升到约1 s。论文取得的创新性研究工作包括以下三个方面:1.将铷-87原子量子比特在魔幻光强偶极阱中的相干时间提升到1 s。磁场噪声引入的均匀退相干因素限制了铷-87原子量子比特在魔幻光强偶极阱中的相干时间。我们采用主动反馈方法稳定磁场线圈电流和压制交流磁场噪声两项措施,大大提高了磁场的稳定性,压制了均匀退相干因素。最终,铷-87原子量子比特在魔幻光强偶极阱中的相干时间由225（21）ms提升到了 1150（24）ms。2.首次标定铷-85原子量子比特魔幻光强偶极阱的参数值。我们首次标定了在偶极光波长为830nm、偏振度A=0.998（2）条件下铷-85原子量子比特魔幻囚禁技术的参数值β1（超精细介导极化率系数）、β2（矢量光频移与磁场的耦合项系数）和β4（基态的超极化率项系数）。随后,通过调整偶极光的偏振度A,研究了铷-85原子量子比特的魔幻阱深UM对补偿磁场B依赖关系的可调谐性行为。此外,我们还研究并分析了偏振协调的魔幻光强偶极阱中铷-85原子量子比特叠加态的相干特性以及偏振度A的噪声引入的退相干因素,通过选择有源偏振器件的动态工作范围可以有效地抑制偏振度A的噪声引入的退相干。同时,由于基态超极化率的降低,椭圆偏振魔幻光强偶极阱中单原子量子比特感受到的的光频移可以得到更有效的补偿,使原子内态的相干时间对阱深变化的敏感度降低,可以在较宽的阱深（Ua/UM）范围内都保持着较长的相干时间。3.构造了异核体系交叉排列偏振协调的魔幻光强偶极阱阵列,实现了长相干时间的异核原子量子寄存器。异核原子魔幻光强囚禁技术依赖于三阶交叉项系数β2和基态超极化率β4的可调谐性,而基态超极化率β4本质上取决于偶极光的圆偏振度A。实验上,装载铷-85原子量子比特的偶极阱阵列的偏振度A被精确地调整到一个确定的值,使其魔幻光强囚禁技术所需的补偿磁场等于在另一个完全圆偏振的偶极阱阵列中魔幻光强囚禁铷-87原子量子比特所需的磁场。最终,在这种偏振协调的魔幻光强偶极阱阵列中,铷-87和铷-85原子量子比特叠加态的相干时间分别提高到891±47 ms和943±35 ms。这种新型的异核体系魔幻光强偶极阱阵列有望成为构建中性原子可扩展量子计算机的通用平台。
臧峰[9]（2020）在《特殊光束在不同介质中的传输动力学研究》文中研究指明由于特殊光束具有独特的性质和在诸多领域不同的应用,因此特殊光束已成为光学领域的一个科研焦点。特殊光束在不同介质和系统中的传输动力学更是格外地受到科研人员的关注。本文分别研究了高斯光束、双艾里光束和Pearcey光束等特殊光束在不同物理系统（介质）中的动力学行为以及调控方法。在第三章,以变系数分数薛定谔方程为模型,通过解析和数值相结合的方式研究了高斯光束在具有纵向周期性调制的分数系统中动力学行为。在无啁啾的情况下,对于较小的Lévy指数,高斯光束劈裂成两束。在纵向周期性调制的作用下,它们表现出周期性振荡行为。在有啁啾的情况下,随着啁啾参量增加,一束劈裂光会逐渐被抑制,而另一束劈裂光的强度则会逐渐增强并表现出周期性的振荡行为。研究结果表明:振荡振幅取决于调制频率、Lévy指数和光束啁啾,因此,通过控制系统参量和啁啾参量,可以很好地控制光束,进而可以实现光束管理。另外,进一步研究了艾里光在分数系统中的动力学行为,并与高斯光束的演化行为做了比较。在第四章,以强非局域非线薛定谔方程为模型,给出了双艾里光束的解析动力学解。解析和数值结果显示:双艾里光在强非局域介质传输时呈现出周期性聚焦和散焦行为,并且在聚焦位置和散焦位置之间形成干涉条纹。通过对非局域非线性薛定谔方程的数值模拟,我们发现理论上得到的解析结果在实际的物理系统中是成立的。此外,我们对干涉条纹的特性也进行了深入的研究。而这些特性可以用于系统参量的测量。最后,我们提出了在强非局域介质中产生双艾里光的方法。在第五章,基于无势阱的薛定谔方程,分别研究了一维Pearcey光束和二维圆形Pearcey光束在自由空间中的动力学行为。对于一维情况,解析结果表明:一维Pearcey光束分裂成沿相反方向加速的两束类艾里光,这样就导致了Pearcey光束的双自加速行为。对于二维情况,研究结果表明:二维Pearcey光束首先向中心聚焦,聚焦后又开始向四周扩散。在扩散过程中,最外层圆环上的光场强度始终占据着主导地位,最终形成锥形图样,这与高斯光束的自由扩散是完全不同的。本文的研究结果将有助于我们更加深刻地理解特殊光束的动力学行为,并为光束调控提供理论指导。本文部分结果有望应用于系统参量测量和光束的产生等方面。
曹朔[10]（2020）在《数字全息显微层析术中的相位恢复与重建研究》文中研究表明数字全息显微层析术是获取物体内部三维结构的重要方法。在实验光路中采用干涉法来获得待测物体在多个观测角度下的干涉条纹图,然后根据干涉条纹图求解出待测物体在各个角度下引起的附加相位信息。将相位信息作为层析重建的投影数据,运用相应的重建算法就可以得到物体内部结构的三维折射率分布。近年来,数字全息显微层析在测量细胞、花粉等生物样品以及光纤结构等方面具有广泛的应用。本文基于Mach-Zehnder全息干涉仪搭建了数字全息显微层析成像的实验装置,采用旋转样品的方式得到待测样品在不同角度下的相位信息。我们在实验装置的参考光波中加入相移器,并通过相移器匀速运动的方式改变参考光波的相位,与此同时CCD来连续记录样品在同一观测角度下的相移干涉条纹视频。该方法降低了环境振动噪声对相移精度的影响并缩短了相移法的实验时间。整个实验过程中将样品的三维折射率分布的信息转化为干涉条纹图中的光强分布。得到了样品在360°的角度范围下的干涉条纹图以后,需要根据干涉条纹图求解出对应的相位信息。相位信息作为层析重建算法的输入数据,相位信息的精确与否直接影响到重建结果。基于实验中采集相移视频的方式,本文提出一种基于希尔伯特变换的相移干涉条纹图批量化自动选取算法,并对算法进行了数值模拟与误差分析。将CCD采集的相移视频提取出每一帧干涉条纹图,然后基于该算法可以从样品在某一个角度下的多幅干涉条纹图中自动化地选取出四幅相移误差最小的干涉条纹图。通过循环计算,即可以快速地自动选取出样品在360个角度下的所需要的相移干涉条纹图。结果表明,该算法缩小了相移误差,降低外界振动导致的不利影响,提高了相移法解相位的精度。相移法得到的结果为包裹相位,需要利用解包裹算法来消除相位值的跳跃。为了满足解包裹的可靠性和减少运算时间的双重要求,我们设计并实现了基于振幅引导的多集合相位解包裹算法。该算法按照干涉条纹图的振幅的大小进行降序排序,作为质量图进行解包裹。解包裹过程中不断地创建和合并展开的像素集合,直到整个图像展开为止。结果证明,该算法是一个快速的抗噪能力强的完全自动化的相位展开算法。最后本文介绍并推导了重建算法的两种理论,傅里叶投影切片定理和傅里叶衍射理论,并分析了两个理论的区别和联系。根据两个理论分别推导了对应的两种经典的重建算法,滤波反投影算法和滤波反传播算法,并给出了两种算法编写和实现的区别。对两个算法对比发现,滤波反传播算法考虑到了实验中样品衍射的影响,所以重建精度高,更适合对样品的重建。基于滤波反传播算法,分别对光纤样品和生物细胞样品进行了重建。我们获得了单模光纤和光子晶体光纤的内部结构,与光纤的实际物理参数相符。另外,通过对植物花粉和动物脂肪细胞进行处理和重建,结果表明,我们可以清晰地分辨出细胞核结构,以及细胞内部的其他区域。这对于我们研究样品的内部结构和特性有重要意义,在材料科学和生命科学将有重要的作用。
二、干涉条纹场中一维运动目标的二维成像（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、干涉条纹场中一维运动目标的二维成像（论文提纲范文）
（1）光场相干测量及其在计算成像中的应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 光场表征：从相干到部分相干 |
| 2.1 相干光场的复振幅表征 |
| 2.2 部分相干光场的表征 |
| 2.2.1 部分相干光场的关联函数表征 |
| 2.2.2 部分相干光场的相空间表征 |
| 2.3 几何光学近似下的光场表征 |
| 3 光场传输：从相干到部分相干 |
| 3.1 相干光场的传输 |
| 3.2 部分相干光场的传输 |
| 3.3 部分相干光场的相干模式分解 |
| 4 光场测量：从相位测量到相干测量 |
| 4.1 相位测量与相位恢复 |
| 4.2 相干测量与相干恢复 |
| 4.2.1 干涉相干测量 |
| 4.2.2 非干涉相干恢复 |
| 4.2.3 非干涉相干采样 |
| 4.3 光场成像与计算光场成像 |
| 4.3.1 光场直接采样 |
| 4.3.2 基于光强传输的计算光场成像 |
| 5 基于相干测量的计算成像新体制 |
| 5.1 光场成像与显微 |
| 5.2 非干涉相位复原 |
| 5.3 非相干全息术 |
| 5.4 散斑相关穿透散射介质成像 |
| 5.5 非相干合成孔径 |
| 5.6 非相干断层成像 |
| 6 相干测量的典型应用 |
| 6.1 生物显微成像 |
| 6.2 计算摄影 |
| 6.3 光束表征 |
| 6.4 光学测量 |
| 6.5 远场被动探测 |
| 6.6 无透镜成像 |
| 7 相干测量技术所面临的问题与挑战 |
| 7.1 时空相干性耦合情况下问题的复杂性 |
| 7.2 重要科学意义与有限实用价值间的矛盾性 |
| 7.3 从低维数据采样到高维相干函数重建的病态性 |
| 7.4 高维海量数据采集运算及其存储的挑战性 |
| 8 总结与展望 |
（2）透射式K空间变换成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 三维成像技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学相干层析成像 |
| 1.2.2 结构光照明三维成像技术 |
| 1.2.3 光片显微 |
| 1.2.4 光学全息 |
| 1.3 本论文的主要工作 |
| 第二章 光场衍射理论及计算基础 |
| 2.1 标量衍射理论基础 |
| 2.2 基尔霍夫衍射理论 |
| 2.3 角谱衍射理论 |
| 2.4 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 |
| 2.4.1 菲涅尔衍射 |
| 2.4.2 夫琅禾费衍射 |
| 2.5 柱透镜的傅里叶变换性质 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 全息成像与K空间变换理论 |
| 3.1 光学全息的理论 |
| 3.1.1 波前记录 |
| 3.1.2 波前再现 |
| 3.2 数字全息的理论 |
| 3.2.1 数字全息的记录 |
| 3.2.2 数字全息的再现 |
| 3.3 数字全息重建图像的特点 |
| 3.4 K空间变换成像的理论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 透射式K空间变换三维成像技术的研究 |
| 4.1 K空间变换成像的特性分析 |
| 4.2 K空间变换成像的计算模拟验证 |
| 4.3 模拟环境下透射模式成像的影响研究 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 透射式K空间变换数字全息三维成像技术的实验光路 |
| 4.4.2 对双面刻蚀的玻璃样品的实验验证 |
| 4.4.3 对生物样品的实验验证 |
| 4.4.4 对成像系统分辨率的分析研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 创新点说明 |
| 5.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）光晶格中的多体自旋系统实验研究（论文提纲范文）
| 摘 要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪言 |
| 1.1 超冷原子和光晶格概论 |
| 1.2 原子制冷 |
| 1.3 量子计算 |
| 1.4 量子磁性 |
| 1.5 论文内容 |
| 第2章 实验装置和技术 |
| 2.1 实验装置概述 |
| 2.2 超冷量子气体和晶格基本理论 |
| 2.3 超晶格调控技术 |
| 2.4 自旋操纵技术 |
| 2.5 基于光缔结碰撞的探测技术 |
| 第3章 光晶格中的原子冷却 |
| 3.1 光晶格中的原子冷却原理 |
| 3.1.1 Bose-Hubbard模型 |
| 3.1.2 超流到莫特绝缘态相变 |
| 3.1.3 莫特绝缘态冷却 |
| 3.1.4 超流-莫特态交错冷却 |
| 3.2 超晶格交错子系统间的原子输运 |
| 3.3 冷却和热力学度量 |
| 3.4 超晶格绝热态编辑 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 光晶格中的高保真度纠缠门 |
| 4.1 超晶格中超交换效应 |
| 4.2 超晶格四态纠缠门方案 |
| 4.3 四态系统演化和调控 |
| 4.4 纠缠门的实现和纠缠度量 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 光晶格中玻色子磁性研究 |
| 5.1 一维海森堡模型 |
| 5.2 玻色子磁性模型设计和实现 |
| 5.3 海森堡模型的非平衡动力学 |
| 5.4 玻色子海森堡反铁磁态制备和探测 |
| 5.4.1 海森堡反铁磁态制备 |
| 5.4.2 反铁磁自旋关联探测 |
| 5.4.3 海森堡反铁磁态的交错磁性涨落 |
| 5.4.4 海森堡反铁磁态的热力学度量 |
| 5.5 海森堡反铁磁态的性质 |
| 5.5.1 自旋旋转对称性 |
| 5.5.2 光晶格中海森堡反铁磁态的退相干 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及国内外研究现状 |
| 1.2.1 含杂液滴研究 |
| 1.2.2 液滴串瞬态蒸发研究 |
| 1.2.3 液滴测量技术简述 |
| 1.2.4 彩虹折射技术 |
| 1.3 本文研究思路与内容 |
| 第2章 二维彩虹折射测量方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单点彩虹与一维彩虹简介 |
| 2.2.1 测量系统 |
| 2.2.2 散射角标定 |
| 2.3 二维彩虹折射法 |
| 2.3.1 测量系统 |
| 2.3.2 二维彩虹信号特征 |
| 2.3.3 散射角面标定方法 |
| 2.3.4 喷雾实验验证 |
| 2.3.5 误差分析 |
| 2.3.6 特点难点和应用展望 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 含杂液滴表征测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量原理 |
| 3.2.1 二阶折射信号衰减的测量原理 |
| 3.2.2 内含物参数的测量原理 |
| 3.3 含杂液滴光散射信号模拟 |
| 3.3.1 模拟程序 |
| 3.3.2 模拟结果 |
| 3.4 含杂液滴表征实验 |
| 3.4.1 单波长测量实验 |
| 3.4.2 双波长测量实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 液滴串瞬态蒸发测量研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单组分单液滴蒸发模型 |
| 4.2.1 Maxwell& Stefan–Fuchs模型 |
| 4.2.2 Abramzon& Sirignano模型 |
| 4.2.3 Yao,Abdel–Khalik& Ghiaasiaan模型 |
| 4.2.4 经验关联式 |
| 4.2.5 物性参数计算 |
| 4.3 相位彩虹折射法测量原理 |
| 4.4 实验装置 |
| 4.4.1 液滴串发生和成像系统 |
| 4.4.2 PRR测量系统 |
| 4.4.3 标定 |
| 4.5 结果和讨论 |
| 4.5.1 液滴串的PRR信号特性 |
| 4.5.2 反演的粒径、粒径变化和温度变化 |
| 4.5.3 液滴串速的测定 |
| 4.5.4 液滴间的相互作用的影响 |
| 4.5.5 其它问题 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于局部最小的彩虹信号反演算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法介绍 |
| 5.2.1 CAM理论 |
| 5.2.2 目标函数的建立 |
| 5.2.3 迭代方法 |
| 5.2.4 信号预处理 |
| 5.2.5 反演算法流程 |
| 5.3 数值验证 |
| 5.3.1 高精度迭代方法对比 |
| 5.3.2 快速迭代方法对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 附录 液滴串发生原理及装置 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）分布式MIMO声呐目标检测和成像方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及立题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MIMO声呐探测系统研究现状 |
| 1.2.2 水下目标建模研究现状 |
| 1.2.3 散射波分析与声成像问题研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.3.1 分布式MIMO声呐信号模型与处理方法研究 |
| 1.3.2 浅海波导中目标建模与逆散射成像方法研究 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 分布式多输入多输出声呐探测系统模型 |
| 2.1 主动声呐信号模型 |
| 2.2 声传播模型 |
| 2.3 混响模型分析 |
| 2.4 主动声呐波形设计 |
| 2.4.1 波形评价准则 |
| 2.4.2 主动探测波形分析 |
| 2.5 分布式MIMO声呐信号模型 |
| 2.5.1 分布式定位算法 |
| 2.5.2 分布式时反-MIMO探测系统 |
| 2.5.3 分布式相控-MIMO探测系统 |
| 2.5.4 仿真研究 |
| 2.5.5 湖上试验研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 自由场中圆柱体散射声场建模与成像分析 |
| 3.1 声散射问题简析 |
| 3.2 刚性实心圆柱体声散射模型 |
| 3.3 刚性实心圆柱散射波时域特征分析 |
| 3.4 逆散射成像算法分析 |
| 3.4.1 反射层析算法 |
| 3.4.2 反向传播逆散射成像算法 |
| 3.5 不同ka情形下,对圆柱成像结果分析 |
| 3.5.1 单频脉冲信号照射圆柱的成像结果 |
| 3.5.2 宽带脉冲信号照射圆柱的成像结果 |
| 3.6 MIMO系统下成像仿真分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 波导中物体散射声场建模与逆散射成像 |
| 4.1 波导中规则形状散射体的声散射场建模与分析 |
| 4.2 波导中有限长圆柱体的散射声场分析 |
| 4.3 声呐方程模型 |
| 4.4 波导环境对散射成像的影响 |
| 4.4.1 刚性实心圆球逆散射成像 |
| 4.4.2 目标为有限长刚性实心圆柱体时成像结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于分布式MIMO声呐的逆散射成像 |
| 5.1 波导中信道解卷积成像方法 |
| 5.1.1 使用单水听器接收时信道解卷积逆散射成像 |
| 5.1.2 使用垂直阵列接收时信道解卷积逆散射成像 |
| 5.1.3 使用水平线阵接收时信道解卷积逆散射成像 |
| 5.2 基于MIMO声呐的逆散射成像 |
| 5.2.1 MIMO声呐下的信道解卷积成像 |
| 5.2.2 基于稀疏重构的信道解卷积成像 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 分布式MIMO声呐定位与成像实验研究 |
| 6.1 实验环境与实验设备 |
| 6.2 实验概述 |
| 6.3 数据处理与结果分析 |
| 6.3.1 目标定位结果分析 |
| 6.3.2 目标成像结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间科研成果 |
（6）基于随机编码混合光栅横向剪切干涉的波前检测技术关键参数与应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 波前检测技术及应用研究进展 |
| 1.2.1 夏克-哈特曼传感器 |
| 1.2.2 点衍射干涉仪 |
| 1.2.3 三波前横向剪切干涉仪 |
| 1.2.4 交叉光栅横向剪切干涉仪 |
| 1.2.5 改进哈特曼模板横向剪切干涉仪 |
| 1.2.6 随机编码混合光栅横向剪切干涉仪 |
| 1.3 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 本文主要创新点 |
| 2 随机编码混合光栅横向剪切干涉模型建立与剪切率标定 |
| 2.1 REHG设计及误差分析 |
| 2.1.1 数学模型 |
| 2.1.2 夫琅禾费衍射级次分布 |
| 2.1.3 干涉图对比度分析 |
| 2.1.4 光栅加工误差分析 |
| 2.1.5 光栅附加波像差消除 |
| 2.2 REHG横向剪切干涉波前重构 |
| 2.2.1 差分Zernike多项式拟合法 |
| 2.2.2 基于最小二乘拟合的傅里叶变换法 |
| 2.3 系统剪切率分析 |
| 2.3.1 数学定义 |
| 2.3.2 剪切率与系统动态范围和相对灵敏度关系 |
| 2.3.3 剪切率对波前重构精度的影响 |
| 2.4 基于剪切波前特征提取的剪切率标定算法 |
| 2.4.1 原理 |
| 2.4.2 仿真计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于REHG横向剪切干涉的非球面非零位通用化检测系统 |
| 3.1 非球面主要参数定义 |
| 3.2 系统结构 |
| 3.3 通用化检测能力分析 |
| 3.3.1 单PNL补偿范围 |
| 3.3.2 非球面轴向位置容许范围 |
| 3.4 迭代逆向优化回程误差校正算法 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.6 系统误差控制 |
| 3.6.1 PNL位姿误差控制 |
| 3.6.2 非球面位姿误差控制 |
| 3.6.3 非球面轴向位置定位 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于REHG横向剪切干涉的宽带灵敏度增强定量相位成像系统 |
| 4.1 基于REHG横向剪切干涉的定量相位成像原理 |
| 4.2 双剪切宽带灵敏度增强干涉显微镜 |
| 4.2.1 系统结构 |
| 4.2.2 剪切率组合优化 |
| 4.2.3 系统分辨率 |
| 4.3 基于CUDA实时定量相位成像算法设计 |
| 4.3.1 实时相位重构算法流程 |
| 4.3.2 算法验证实例 |
| 4.4 系统误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 REHG横向剪切干涉波前检测技术应用实验 |
| 5.1 剪切率标定实验 |
| 5.1.1 实验系统组成 |
| 5.1.2 剪切率标定结果分析 |
| 5.2 非球面非零位检测实验 |
| 5.2.1 实验系统搭建 |
| 5.2.2 关键元件位姿误差控制 |
| 5.2.3 非球面检测结果分析 |
| 5.3 灵敏度增强定量相位成像实验 |
| 5.3.1 实验系统搭建 |
| 5.3.2 熔石英基板刻蚀字符表征 |
| 5.3.3 红细胞动态定量相位成像 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 本文创新点总结 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（7）镜像综合孔径测量中的极化影响分析及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 大气被动微波遥感 |
| 1.2.2 综合孔径微波辐射计 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 极化对一维镜像综合孔径微波辐射测量的影响 |
| 2.1 一维镜像综合孔径微波辐射测量基本原理 |
| 2.2 不同极化下的一维镜像综合孔径反射信号模型 |
| 2.2.1 垂直极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射 |
| 2.2.2 平行极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射 |
| 2.2.3 圆极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射 |
| 2.3 一维镜像综合孔径双天线相关输出 |
| 2.3.1 平行极化情况下的双天线相关输出 |
| 2.3.2 接收天线为左旋圆极化情况下的双天线相关输出 |
| 2.4 极化影响仿真与样机实验验证 |
| 2.4.1 极化仿真 |
| 2.4.2 样机实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 极化对二维镜像综合孔径微波辐射测量的影响 |
| 3.1 二维镜像综合孔径成像基本原理 |
| 3.2 不同极化下的二维镜像综合孔径反射信号模型 |
| 3.2.1 (?)方向极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射 |
| 3.2.2 圆极化波在理想介质-理想导体分界面上的反射 |
| 3.3 二维镜像综合孔径双天线相关输出 |
| 3.3.1 (?)极化情况下的双天线相关输出 |
| 3.3.2 圆极化情况下的双天线相关输出 |
| 3.4 二维极化影响仿真与样机实验验证 |
| 3.4.1 二维极化仿真 |
| 3.4.2 样机实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于镜像综合孔径的全极化测向应用 |
| 4.1 阵列测向中的极化问题 |
| 4.2 一维镜像综合孔径全极化测向基本原理 |
| 4.3 一维镜像综合孔径全极化测向初步实验验证 |
| 4.3.1 实验方案 |
| 4.3.2 实验数据处理 |
| 4.3.3 单点源成像极化实验结果 |
| 4.3.4 双点源成像极化模拟实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）微型光阱阵列中异核原子量子比特相干性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 量子计算与量子计算机 |
| 1.2 中性原子量子比特操控进展 |
| 1.2.1 原子的激光冷却与囚禁 |
| 1.2.2 原子阵列的形成 |
| 1.2.3 单原子量子比特逻辑门操控 |
| 1.2.4 原子内态相干性研究 |
| 1.2.5 原子内态高保真度读出 |
| 1.3 中性原子体系量子计算的机遇和挑战 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 中性原子量子比特的制备和操控 |
| 2.1 囚禁单原子实验装置 |
| 2.1.1 真空系统 |
| 2.1.2 磁光阱系统 |
| 2.1.3 光偶极阱和探测系统 |
| 2.1.4 实验控制系统 |
| 2.2 囚禁单原子的激光系统 |
| 2.2.1 激光器和激光放大器的调节 |
| 2.2.2 AOM晶体移频光路的调节 |
| 2.2.3 异核系统的激光稳频及其光路设置 |
| 2.2.4 PID主动反馈稳定激光功率 |
| 2.3 偶极阱中单原子的性质 |
| 2.3.1 原子温度 |
| 2.3.2 原子寿命 |
| 2.3.3 原子谐振频率 |
| 2.4 补偿背景杂散磁场 |
| 2.5 单原子量子比特的制备 |
| 2.5.1 标定内态制备光参数 |
| 2.5.2 补偿内态制备磁场 |
| 2.6 单原子量子比特操控 |
| 2.6.1 二能级原子体系拉比振荡理论 |
| 2.6.2 布洛赫球描绘量子比特操控 |
| 2.6.3 微波操控单原子量子比特 |
| 2.6.4 偶极光操控单原子量子比特 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 铷-87原子量子比特叠加态相干性的研究 |
| 3.1 单原子量子比特退相因素分析 |
| 3.1.1 自旋弛豫时间T1 |
| 3.1.2 非均匀退相干时间T2* |
| 3.1.3 均匀退相干时间T2' |
| 3.2 铷-87原子魔幻光强偶极阱的构建和相干时间的延长 |
| 3.2.1 交流斯塔克频移 |
| 3.2.2 魔幻光强偶极阱的构建 |
| 3.2.3 相干时间的测量 |
| 3.3 优化铷-87原子量子比特在魔幻光强偶极阱中的相干时间 |
| 3.3.1 实验室背景磁场的变化 |
| 3.3.2 主动反馈压制背景磁场噪声 |
| 3.3.3 主动反馈稳定磁场线圈电流 |
| 3.3.4 优化结果及分析 |
| 3.4 双魔幻偶极阱囚禁技术的尝试 |
| 3.4.1 双魔幻阱理论 |
| 3.4.2 双魔幻阱实验方案 |
| 3.4.3 双魔幻阱实验结果 |
| 3.4.4 双魔幻阱实验存在的问题 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 铷-85原子魔幻光强偶极阱的构建及调控 |
| 4.1 补偿偶极光与量子化轴磁场之间的夹角θ |
| 4.1.1 补偿方法 |
| 4.1.2 补偿过程与结果 |
| 4.1.3 补偿效果分析 |
| 4.2 铷-85原子魔幻光强偶极阱的构建以及相干时间的测量 |
| 4.2.1 魔幻光强偶极阱的构建 |
| 4.2.2 相干时间的测量 |
| 4.3 铷-85原子魔幻光强偶极阱中B-U_M曲线的可调性 |
| 4.3.1 分析B-U_M曲线的可调性 |
| 4.3.2 测量B-U_M曲线的可调性 |
| 4.4 铷-85原子椭圆偏振魔幻光强偶极阱中相干时间的测量分析 |
| 4.4.1 偏振度A的调节 |
| 4.4.2 估算偏振度A的起伏 |
| 4.4.3 相干时间的测量分析 |
| 4.4.4 椭圆偏振魔幻光强偶极阱的优化 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 魔幻光强偶极阱阵列中异核原子量子比特的相干性 |
| 5.1 异核体系偶极光的光路设计 |
| 5.1.1 AOD晶体衍射效率的调节 |
| 5.1.2 异核体系偶极阱的调节 |
| 5.1.3 异核体系偶极阱偏振的调节 |
| 5.2 异核偶极阱阵列的形成和优化 |
| 5.2.1 偶极阱阵列的形成及其优化 |
| 5.2.2 异核偶极阱阵列的形成及其间距优化 |
| 5.3 长相干时间的异核原子量子寄存器 |
| 5.3.1 异核体系偶极阱阵列中魔幻阱深的标定 |
| 5.3.2 魔幻光强偶极阱阵列中混合量子比特相干时间的测量 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结博士期间的工作 |
| 6.2 展望下一步的工作 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）特殊光束在不同介质中的传输动力学研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 特殊光束 |
| 1.1.1 高斯光束 |
| 1.1.2 贝塞尔光束 |
| 1.1.3 艾里光束 |
| 1.1.4 Pearcey光束 |
| 1.2 特殊光束的应用 |
| 1.2.1 微粒操控 |
| 1.2.2 激光加工 |
| 1.2.3 光子弹 |
| 1.2.4 高分辨率成像 |
| 1.2.5 其他应用 |
| 1.3 本课题研究的意义 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 光传输的理论模型及解析和数值方法 |
| 2.1 整数系统 |
| 2.1.1 克尔介质 |
| 2.1.2 非局域介质 |
| 2.1.3 饱和非线性介质 |
| 2.1.4 其他介质 |
| 2.2 分数系统 |
| 2.3 离散系统 |
| 2.4 解析和数值方法 |
| 2.4.1 解析方法 |
| 2.4.2 对称劈裂傅里叶变换 |
| 2.4.3 数值积分 |
| 参考文献 |
| 第三章 高斯光束在变系数分数系统中的动力学行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 啁啾参量为0的情况 |
| 3.4 啁啾参量不为0的情况 |
| 3.5 艾里光在变系数分数系统中的动力学行为 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 强非局域介质中双艾里光自诱导的周期性干涉行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型及简化 |
| 4.3 双艾里光的解析动力学解 |
| 4.4 对解析结果的数值验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 有限能量Pearcey光束的双自加速特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型及一维Pearcey光束的双自加速行为 |
| 5.3 一维有限能量Pearcey光束双自加速行为的原因 |
| 5.4 二维有限能量Pearcey光束的锥形衍射行为 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（10）数字全息显微层析术中的相位恢复与重建研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 数字全息显微层析术简介 |
| 1.3 数字全息显微层析术研究现状 |
| 1.3.1 数字全息显微层析相位成像技术研究现状 |
| 1.3.2 数字全息显微层析数据处理方法研究现状 |
| 1.4 研究意义和主要内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 第二章 数字全息显微层析术的实验装置和方法 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 数字全息图的记录过程 |
| 2.3 数字全息显微层析实验装置的搭建 |
| 2.4 干涉条纹图的解相位方法 |
| 2.4.1 相移法 |
| 2.4.2 希尔伯特变换法 |
| 2.4.3 傅里叶变换法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 数字全息显微层析术的相位恢复方法研究 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 基于希尔伯特变换的相移法解相位 |
| 3.2.1 干涉条纹图批量自动化选取算法 |
| 3.2.2 数值模拟与误差分析 |
| 3.2.3 解相位实验结果 |
| 3.3 相位解包裹算法研究 |
| 3.3.1 依赖路径的解包裹算法 |
| 3.3.2 基于振幅引导的依赖路径多集合算法 |
| 3.3.3 解包裹实验结果 |
| 3.4 相位图校正处理 |
| 3.4.1 相位图去背景 |
| 3.4.2 互相关算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数字全息显微层析术的样品重建研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 傅里叶投影切片定理 |
| 4.3 傅里叶衍射理论 |
| 4.4 光纤样品的重建 |
| 4.4.1 单模光纤的重建结果 |
| 4.4.2 光子晶体光纤的重建结果 |
| 4.5 生物样品的重建 |
| 4.5.1 植物花粉的重建结果 |
| 4.5.2 动物脂肪细胞的重建结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
| 致谢 |
四、干涉条纹场中一维运动目标的二维成像（论文参考文献）
- [1]光场相干测量及其在计算成像中的应用[J]. 张润南,蔡泽伟,孙佳嵩,卢林芃,管海涛,胡岩,王博文,周宁,陈钱,左超. 激光与光电子学进展, 2021(18)
- [2]透射式K空间变换成像技术研究[D]. 张熙. 江南大学, 2021
- [3]光晶格中的多体自旋系统实验研究[D]. 孙辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究[D]. 李灿. 浙江大学, 2020(03)
- [5]分布式MIMO声呐目标检测和成像方法研究[D]. 姜景宁. 浙江大学, 2020
- [6]基于随机编码混合光栅横向剪切干涉的波前检测技术关键参数与应用研究[D]. 张锐. 浙江大学, 2020(02)
- [7]镜像综合孔径测量中的极化影响分析及应用[D]. 赵乐诗. 南昌大学, 2020(01)
- [8]微型光阱阵列中异核原子量子比特相干性研究[D]. 郭瑞军. 中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所), 2020(02)
- [9]特殊光束在不同介质中的传输动力学研究[D]. 臧峰. 山西大学, 2020(12)
- [10]数字全息显微层析术中的相位恢复与重建研究[D]. 曹朔. 南京大学, 2020(02)