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《山东大学》 2005年
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液晶空间光调制器光调制特性测量及其在光学图像处理中的应用研究

徐鹏  
【摘要】:液晶空间光调制器是构成实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统的基本构造单元,在信息光学研究中发挥着重要作用并有着广泛的应用。本文介绍了液晶空间光调制器实现光学振幅、相位调制的原理,并利用Mach—Zehnder干涉仪和光学4f系统对液晶空间光调制器的光调制特性进行了测量;研究了在联合变换相关光路中使用具有像元结构的液晶空间光调制器作为输入器件时,光路中各元器件参数应当满足的制约关系;提出了两种使用液晶空间光调制器作为输入器件的光学图像幅相转换和图像加密的新方法,给出了理论分析、数字模拟及实验验证。 第二章介绍了光寻址和电寻址两类液晶空间光调制器的结构及实现光调制(包括相位调制和振幅调制)的原理。研究了电寻址薄膜晶体管液晶空间光调制器(TFT-SLM)通过调整起偏器或检偏器的方向,实现振幅调制或相位调制。 第三章提出了使用Mach—Zehnder干涉仪光路结合4f成像系统进行液晶空间光调制器光调制特性测量的新方法。本方法采用Mach—Zehnder干涉仪光路,在其中一臂中引入4f成像系统,把LCSLM放置在4f系统的输入面上作为图像输入器件,用位于4f系统输出面上的高性能CCD记录输出图像或输出图像与参考光的干涉条纹。根据输出图像的强度大小和强度均匀性测量LCSLM的振幅调制特性;根据干涉条纹分布测量LCSLM的相位调制特性。与已有方法相比,该方法不仅可测量LCSLM的振幅和相位调制特性曲线,还可测量器件单个像元上的振幅和相位调制特性。实验结果证明了该方法的正确性和实用性。 第四章液晶空间光调制器(SLM)在光电混合联合变换相关器(JTC)中通常作为输入器件,用面阵CCD探测器作为JTC的接收器件,两者皆具有像元结构。像元结构对输入图像的抽样使联合变换功率谱和相关输出是空间周期性重复的。为了避免这种空间周期性重复对于JTC性能的影响,需要适当限制输入图像的宽度及目标图像与参考图像的间距,合理选取JTC中各元件的结构参数并协调它们之间的关系。本章以单空间光调制器、单傅里叶变换透镜光电混合联合变换相关器为例,推导出了SLM像元结构参数、面阵CCD探测器像元结构参数、傅里叶变换透镜结构参数、图像宽度及图像间距之间应满足的关系,并给出了计算机模拟和实验结果。这些参数关系对光电混合联合变换相关器的设计及应用具有重要的指导意义。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN761

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