非对称臂鬼成像试验优化研究

论文摘要

鬼成像,也称为关联成像,量子成像,是一种新型的成像技术,具有间接成像和离物成像的特点。当前鬼成像技术的研究主要着眼于光源种类、重构算法、调制掩模以及实际应用等几大领域,均取得了较大突破。与经典成像系统相比,热光关联成像抗干扰性较强,且分辨率与视场分离,同时可以在不使用透镜的情况下,在近场得到物体的傅里叶变换像。赝热光源很好地模拟了热光源的统计性质,可以通过激光照射运动散射体的方式制备,并且其横向相干长度可以通过改变实验参数进行调节,因此广泛应用于各类鬼成像实验系统。本文首先介绍了赝热光鬼成像的原理,仿真方法,横向相干尺度的评估方法以及经典图像质量评价指标,随后着眼于赝热光源鬼成像实验系统设计,先后开展了对称臂无透镜与非对称臂透镜鬼成像实验,展示了相关的实验结果,证实了方案的合理性。针对远距离反射式物体场景下存在的能量弥散、视场较大、大气湍流等问题,采用了在发射端使用较大功率的激光器,接收端采用大口径反射式天文望远镜、光电倍增管、窄带滤光片的组合进行收光的方案,取得了较好的实验效果。文章的最后一部分针对赝热光鬼成像重构时间长、图像质量较差等问题,提出了一种基于施密特正交化的数据预处理方案,旨在去除光场在时间和空间上的冗余信息。仿真结果表明,该方案在理想情况下可以达到较高的信噪比。但是,随后进行的噪声分析的结果表明,噪声和误差会使得图像质量在大采样下恶化,该结论被之后的实验数据所验证。采用对测量数据预先分组的方式,可以减弱噪声的影响,增强系统点的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 文章内容安排
• 第二章 赝热光源鬼成像的原理与性质
•   2.1 赝热光场与光学关联函数
•     2.1.1 赝热光场
•     2.1.2 光学关联函数
•   2.2 赝热光源鬼成像原理与性质
•     2.2.1 一般物理解释
•     2.2.2 无透镜鬼成像原理与性质
•     2.2.3 光场相干尺度评估方法
•     2.2.4 模拟物体仿真方法
•   2.3 经典图像质量评价指标
•   2.4 本章小结
• 第三章 非对称臂鬼成像实验优化设计
•   3.1 无透镜等臂鬼成像实验设计
•   3.2 非对称臂鬼成像实验设计
•     3.2.1 非对称臂鬼成像原理
•     3.2.2 长距离反射式物体场景优化设计
•   3.3 本章小结
• 第四章 赝热光鬼成像中的施密特正交化方法
•   4.1 研究背景与意义
•   4.2 理论模型
•   4.3 光场相关性分析
•   4.4 本章小结
• 第五章 施密特鬼成像含噪场景优化
•   5.1 噪声分析与实验验证
•   5.2 分组正交化方法
•   5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间取得的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 尹鹏起

导师: 吴国华

关键词: 鬼成像,赝热光,非对称臂,施密特正交化,分组

来源: 北京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 北京邮电大学

分类号: TP391.41;O431.2

总页数: 64

文件大小: 5606K

下载量: 86