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《山东师范大学》 2004年
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基于LCD的实时计算全息波面变换系统的研究

荣振宇  
【摘要】:在现代科学的研究中,对于信息的处理越来越向快速、实时、自动化处理的方向发展,而光波作为一种大容量、高带宽、多通道的信息载体也正满足了现代科学研究对信息存储、传递和处理的需求。光学信息处理作为一种重要的信息处理手段,已经越来越多地应用到各项研究领域中。 在最近的研究中,“光镊”和“光扳手”是一个非常热门的课题。光镊是利用光与物质之间动量传递的力学效应而形成的三维梯度光阱来捕获和操纵微粒的技术,而光扳手则是在光镊的基础上进而使微粒根据需要发生旋转。无论“光镊”还是“光扳手”技术,它们所需光场都应该能够按照要求进行实时变换,使得光场中产生的光陷阱能够对微粒产生辐射压力,从而实现捕获和操纵微粒。因此,实现光场的实时动态变换是光学微操纵研究领域的一个重要课题。 本论文就是在利用计算全息术编码的灵活、便捷、快速的特点的基础上,结合LCD、CCD等光电子产品,建立了一套计算机控制的基于LCD的实时计算全息波面变换系统,从理论上和实验上系统研究实时计算全息波面变换系统中的计算机编码、LCD波面变换特性,以及系统的实用性分析,为进一步深入开展实时计算全息波面变换技术在光镊、光扳手等领域的应用研究提供理论和实验基础。 全文共分为三章: 第一章 概述了计算全息术编码方法的发展历史,同时也介绍了计算全息波面变换技术在最近一段时期内的各种应用,并说明了本论文的主要问题和研究结果。 第二章 着重介绍了计算全息术建立的理论基础,以及几种常用的计算全息图编码方法的编码理论。在介绍完计算全息图编码理论后,本章利用Matlab软件对所介绍的各种编码方法进行了计算机编码,并将所得到的计算全息图进行了计算机模拟再现和光学再现,分别得到了相应的再现效果。最后,通过对各组计算全息图的再现效果的简单分析和比较得到:在现有实验仪 中文摘要 器允许的前提下,尽量采用高阶的量化阶次以提高正负一级再现像的质 量,并采用合理的量化算法来降低量化误差从而减小量化噪声。 第三章根据动态全息波面变换的需求,将计算全息与数字全息的实验手段进行有 机结合,建立起一套完整的实验系统—动态全息实验系统,该系统能够 按照输入参数的设置自动实现计算全息图的实时动态显示以及再现光场 的实时记录。本章介绍了构成该系统的硬件组成以及操作软件的编写和操 作流程,最后还应用该系统进行了两个实际操作的实验来验证该系统的可 操作性和实用性。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB877

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【参考文献】
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