阶跃透镜滤波器的逆散射分析与设计
阶跃型单模石英光纤中受激喇曼散射的模式分析
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分析
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4 收稿日期 5 "%%&2!"2%! 4 作者简介 5 周鸿颖 +!(0&2%! 女 ! 黑龙江青冈人 ! 讲师 ! 博士研究生 ! 研究方向 ’ 光信息处理和非线性光学 ,
万方数据
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周鸿颖等 !阶跃型单模石英光纤中受激喇曼散射的模式分析
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光学信息处理实验报告
一、实验目的1. 了解光学信息处理的基本原理和常用方法。
2. 掌握光学傅里叶变换和空间滤波技术。
3. 熟悉MATLAB软件在光学信息处理中的应用。
二、实验原理光学信息处理是利用光学原理对图像进行处理的一种技术，具有处理速度快、并行性好等优点。
傅里叶变换是光学信息处理的核心，可以将空间域的图像转换为频域图像，便于进行滤波、增强等操作。
空间滤波是一种常用的图像处理方法，通过对图像的频域进行滤波，可以去除噪声、边缘提取等。
三、实验内容1. 光学傅里叶变换（1）实验步骤：1）利用MATLAB软件生成一幅随机噪声图像。
2）对图像进行傅里叶变换，得到频域图像。
3）观察频域图像，分析图像的频率成分。
4）对频域图像进行滤波处理，如低通滤波、高通滤波等。
5）对滤波后的频域图像进行逆傅里叶变换，得到处理后的图像。
（2）实验结果：1）原始噪声图像2）频域图像3）滤波后的频域图像4）逆傅里叶变换后的图像2. 空间滤波（1）实验步骤：1）利用MATLAB软件生成一幅含噪声的图像。
2）对图像进行傅里叶变换，得到频域图像。
3）在频域图像上设置一个矩形滤波器，对图像进行滤波处理。
4）对滤波后的频域图像进行逆傅里叶变换，得到处理后的图像。
（2）实验结果：1）原始含噪声图像2）频域图像3）滤波后的频域图像4）逆傅里叶变换后的图像四、实验结果分析1. 光学傅里叶变换通过实验，我们可以看到，傅里叶变换可以将空间域的图像转换为频域图像，便于进行滤波、增强等操作。
在频域图像上，我们可以清晰地观察到图像的频率成分，有助于我们更好地理解图像。
2. 空间滤波空间滤波是一种常用的图像处理方法，通过对图像的频域进行滤波，可以去除噪声、边缘提取等。
实验结果表明，空间滤波可以有效地去除图像噪声，提高图像质量。
五、实验结论1. 光学信息处理技术具有处理速度快、并行性好等优点，在图像处理领域具有广泛的应用前景。
2. 傅里叶变换是光学信息处理的核心，可以将空间域的图像转换为频域图像，便于进行滤波、增强等操作。
电磁场与微波技术毕业论文题目
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正交镜像滤波器组的原理及实现
正交镜像滤波器组的原理及实现正交镜像滤波器组（Orthogonal Mirror Filter Bank, OMFB）是一种常用的信号处理方法，广泛应用于音频、图像和视频等领域。
它通过将输入信号分解成不同频率的子带，并进行信号重构，实现了信号压缩和去噪等功能。
一、原理：OMFB主要包含两个部分：分解滤波器组和重构滤波器组。
分解滤波器组用于将输入信号分解成多个子带信号，每个子带信号包含特定频率范围内的频域信息；重构滤波器组用于将分解后的子带信号重构为原始信号。
分解滤波器组通常采用滤波器组合的方式，每个滤波器是一个带通滤波器，用于提取输入信号中特定频率范围内的信号分量。
滤波器的数量根据需要分解的子带数目而定，一般为2的整数次幂。
通常情况下，分解滤波器组中的滤波器是对称的，即滤波器组中的滤波器是镜像对称的。
这样可以确保分解后的子带信号之间没有重叠，避免信息的丢失。
重构滤波器组的作用是将分解后的子带信号重构为原始信号。
重构滤波器组与分解滤波器组具有相似的结构，但滤波器的频率响应是互补的。
例如，如果分解滤波器组中的滤波器的中心频率为f，那么重构滤波器组中的滤波器中心频率为-f，这样可以保证分解后的子带信号能够恢复为原始信号。
在实际应用中，OMFB通常使用快速滤波算法进行实现，以提高处理效率。
快速滤波算法采用基于多项式的离散滤波器实现，具有高效、稳定的特点。
二、实现：OMFB的实现是一个多阶段的过程，主要包含以下几个步骤：1. 设计滤波器：根据需要分解的子带数目，使用滤波器设计工具（如Matlab中的fir1函数）设计出分解滤波器组和重构滤波器组的滤波器系数。
可以采用低通滤波器为原型，然后通过平移和尺度变换来实现带通滤波器。
2.分解：将输入信号通过分解滤波器组进行分解，得到多个子带信号。
3.子带处理：对每个子带信号进行进一步的处理，如压缩、去噪等。
4.重构：将处理后的子带信号通过重构滤波器组进行重构，得到原始信号的近似重建。
基于二元光学的Christiansen滤波器的研究的开题报告
基于二元光学的Christiansen滤波器的研究的开题报告一、研究背景和意义光学是一门历史悠久、应用广泛的学科，在现代科技中扮演着重要的角色。
在现代光学应用中，光学滤波器是一种非常重要的元件，可以用于光学成像、激光加工、光谱测量等多种领域。
但是传统光学滤波器由于吸收或反射的原因，存在着能量损失的问题。
二元光学是一种新型的光学材料，通过控制其折射率可以实现高效的光学滤波。
Christiansen滤波器（也称C滤波器）是二元光学的一种重要应用，它利用二元光学膜层的反射和折射特性，能够对光进行高效的过滤和波长选择，从而实现光谱分析、光学成像等应用。
本研究旨在对基于二元光学的Christiansen滤波器进行研究和探索，探究其在光学应用中的优势和应用前景，同时深入研究其理论基础和制备技术，以期为该领域的未来发展做出更多的贡献。
二、研究内容和目标本研究将重点研究以下内容：1. 基于Christiansen滤波器的光学特性分析和理论探讨，包括其结构、反射和折射特性、光学传递函数等。
2. Christiansen滤波器的制备技术研究，探究其制备工艺和相关参数对光学性能的影响，以及常用的表征方法。
3. Christiansen滤波器在光学应用中的实际应用探索，包括波长选择、光谱分析、光学成像等多个方面。
本研究的主要目标如下：1. 深入理解Christiansen滤波器的光学特性和制备技术，建立完整的理论模型和实验方法。
2. 探究Christiansen滤波器在光学应用中的潜在优势和应用前景，为其实际应用提供理论和实践支持。
3. 提出实用的Christiansen滤波器制备和表征技术，为该领域的技术发展和应用推广做出贡献。
三、研究方法和技术路线本研究将采用以下方法和技术路线进行：1. 理论分析：基于光学理论和二元光学的基础知识，对Christiansen 滤波器进行建模和理论分析，并对其光学特性和应用进行深入研究。
《现代光学》课件第5章
第5章 光学信息处理
如果滤波器中心的遮挡部分很小，只阻断频谱中的零 频分量，则有R→0，R sinc(Rxi)→1，rect(xi/l)*comb(xi/p)* ［R sinc(Rxi)］为一常数C′。所以,像面的复振幅分布为
(5.1-10) 即为光栅像减去一个常数。最后得到对比度翻转的像面光 强分布，其过程如图5.1-3 所示。
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第5章 光学信息处理
图 5.1-4 二元振幅滤波器示意图 (a) 低通滤波器; (b) 高通滤波器； (c) 带通滤波器; (d) 方向滤波器
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第5章 光学信息处理
5.1.2 泽尼克相衬显微镜和相位滤波器
为了说明相衬显微镜和相位滤波器空间滤波的原理，
我们把相位物体的振幅透射系数写成
其中j(x0,y0)为该相位物体的相位分布。假定j (x0,y0)很小，
(5.2-5)
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第5章 光学信息处理
1) 单透镜滤波系统 单透镜滤波系统的光路如图5.2-3所示。
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第5章 光学信息处理
图 5.2-3 单透镜滤波系统
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第5章 光学信息处理
根据有关透镜的傅里叶变换作用的讨论可知，当用 轴上点光源照明，输入面位于透镜前d0(d0>f)处时，可以在 光源的共轭面得到输入物体的准傅里叶变换，而输出面P3 必须和输入面P1成像共轭。这时物像的横向放大率可由几 何光学方法得到： M=－d/d0。
第5章Байду номын сангаас光学信息处理
2. 光学滤波系统 典型的光学滤波系统如图5.2-2所示。
24
第5章 光学信息处理
图 5.2-2 典型光学滤波系统
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第5章 光学信息处理
若输入面P1所放置的透明片的振幅透射系数为f(x0,y0)， 并由单位振幅的轴向平行光照明，透镜L2对其进行傅里叶 变换，则得到频谱面P2上的复振幅分布
光学滤波器的设计与制备
光学滤波器的设计与制备第一章：引言在光学领域，滤波器是一种常见的光学元件，可以用于改变光波的波长、强度、偏振方向等特性，在光学成像、光纤通信、激光系统等领域有广泛的应用。
本文将就光学滤波器的设计与制备进行探讨。
第二章：光学滤波器的基本原理光学滤波器是通过选择性地透过或折射光线，从而达到滤波的效果。
光学滤波器的基本原理是产生了光学薄膜干涉现象，利用薄膜在不同位置的反射和透射作用，将特定波长的光线从光谱中分离提取，而不同波长的光则被滤掉。
第三章：光学滤波器的设计光学滤波器的设计关键在于薄膜的制备和选择。
首先，设计者需要分析所需要过滤的波长范围，确定光学滤波器的结构和材料参数。
然后，选择合适的光学材料进行薄膜制备，一般使用的材料有SiO2、TiO2、Al2O3等。
最后，对薄膜进行测试和反馈修正，确保光学滤波器的性能符合要求。
第四章：光学滤波器的制备光学滤波器的制备主要是通过物理气相沉积和分子束外延等技术。
在物理气相沉积中，将需要使用的光学材料在高真空下加热，形成蒸汽并沉积在基片上，形成所需要的光学薄膜。
在分子束外延中，将所需要使用的材料进行分子束照射，通过原子重组形成光学薄膜。
在制备过程中，需要时刻注意气压、温度和时间等参数的调节，以确保薄膜的质量和性能。
第五章：光学滤波器的应用光学滤波器的应用非常广泛，主要分为以下几个领域：1. 光学成像：可以用于增强图像的对比度、分辨率和饱和度等性能，以达到更好的成像效果。
2. 光纤通信：可以用于选择性地过滤特定波长的光信号，增强光信号的传输质量和稳定性。
3. 激光系统：可以用于选择性地过滤特定波长的激光光束，以达到所需要的激光波长和性能要求。
第六章：结论光学滤波器是一种非常重要的光学元件，可以用于改变光波的特性，从而达到特定的应用目的。
光学滤波器的设计和制备需要考虑多个因素，包括波长范围、材料参数、薄膜制备工艺等。
通过科学的设计和制备，可以制备出性能稳定、可靠的光学滤波器，以满足各种应用需求。
阶跃光纤和渐变光纤导光原理课件
应用场景的比较
阶跃光纤
由于其较低的传输损耗和稳定的 导光性能，适合用于短距离、高 带宽的通信网络。例如，建筑物 内的光纤网络、局域网等。
渐变光纤
由于其优异的传输性能，常用于 长距离、大容量的通信系统，如 跨洋光缆、国家骨干网等。
05
阶跃光纤和渐变光纤 的发展趋势
新材料的应用
材料选择
随着科技的进步，新型的光纤材料不断涌现，如石英、塑料等，这些材料具有更 高的光学性能和机械强度，能够提高光纤的传输效率和稳定性。
。
03
渐变光纤导光原理
渐变光纤的结构特点
01
02
03
渐变折射率
渐变光纤的折射率从中心 到外部逐渐减小，形成连 续变化的折射率分布。
多模传输
由于折射率的变化，光线 在光纤中传播时发生折射 ，形成多模传输。
材料选择
常用石英材料制造渐变光 纤，因其具有优良的物理 和光学性质。
渐变光纤的折射率分布
抛物线型折射率分布
材料优化
通过改进材料的纯度、掺杂技术等手段，进一步优化光纤材料的性能，提高其导 光能力和抗干扰能力。
新工艺的研发
拉丝工艺
改进拉丝工艺，提高光纤的几何精度 和表面质量，降低光纤的散射损耗和 反射损耗。
涂覆工艺
研发新型的涂覆材料和涂覆技术，增 强光纤的机械强度和环境适应性，延 长光纤的使用寿命。
新结构的设计
1980年代
1990年代至今
光纤通信进入大规模商用阶段，光纤通信 系统逐渐成为长距离、大容量通信的主流 技术。
光纤通信技术不断创新和发展，传输速率 和传输距离不断提升，全光网络成为未来 通信技术的发展方向。
光纤的种类和特点
阶跃光纤
量子逆散射方法_概述及解释说明
量子逆散射方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述量子逆散射方法是一种基于量子力学原理的新兴技术，它在信息科学、通信和密码学领域引起了广泛的关注。
与传统的散射问题不同，量子逆散射方法可以实现在测量结果给定的情况下，还原出入射光场信息。
这一方法旨在通过利用量子纠缠和量子叠加态等特性，实现对散射光的精确控制和逆向重构。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来论述量子逆散射方法。
首先，引言部分将概述该方法的背景和意义，并介绍文章的结构。
接着，在正文部分将详细讨论相关概念和理论基础。
第三部分将重点介绍量子逆散射方法的定义、原理以及其在不同应用领域中的运用。
随后，在解释说明部分将详细阐述实现量子逆散射所需的步骤、关键技术要点，并针对一些成功案例进行深入分析。
最后，在结论部分对本文进行总结，并展望未来发展该方法所面临的挑战。
1.3 目的本文的主要目的是对量子逆散射方法进行概述和解释说明，旨在帮助读者全面了解该方法的基本原理、应用领域、优势与局限性，并对其实际操作步骤及技术要点有所掌握。
同时，通过分析成功案例，可以突出该方法在实践中的价值和挑战。
最终, 本文将为读者提供一个深入了解量子逆散射方法并评估其应用前景的综合参考资料。
2. 正文正文部分将重点介绍量子逆散射方法。
首先，我们将阐述该方法的定义和原理，然后介绍其广泛应用的领域。
接下来，我们探讨该方法的优势和局限性。
量子逆散射方法是一种基于量子力学原理的散射问题求解方法。
它利用传统经典物理中无法解决的难题，在不破坏量子态的前提下，通过对出射波进行精确测量和分析，揭示出入射波与目标物体之间的相互作用信息。
这种方法在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学中，它可以帮助研究人员了解材料表面及界面结构、电荷转移过程等微观信息。
在生物医学领域，它被用于研究生物分子结构、蛋白质折叠以及药物与细胞之间的相互作用机制。
此外，在量子计算和密码学中也可以应用量子逆散射方法来实现高效的信息处理和安全通信。
基于阶跃滤波器的低照度图像边缘增强算法
基于阶跃滤波器的低照度图像边缘增强算法
万方;雷光波;徐丽
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2022(39)5
【摘要】针对传统低照度图像增强算法存在的细节处理不到位、边缘模糊等情况,在阶跃滤波器的基础上,提出一种低照度图像边缘增强算法。
按照亮度分量分解图像,得到基本层和细节层,利用阶跃滤波器对基本层做平滑滤波处理,突出图像的细节部分,同时增强细节层,尽可能多地保留图像细节信息以及边缘信息,所有增强过程均处于0震荡环境下,避免图像重组后出现较大的偏差,完成重组后的图像即为增强后的低照度图像。
通过仿真对比实验,从主观和客观两个方面分析,均验证了所提方法在增强低照度图像边缘方面具有明显的优势,同时确保图像细节不会丢失。
【总页数】5页(P220-224)
【作者】万方;雷光波;徐丽
【作者单位】湖北工业大学计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP352.3
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5.基于改进SSD的低照度图像目标检测算法
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电子透镜的两种逆设计方法比较
电子透镜的两种逆设计方法比较
屠彦;仲雪飞
【期刊名称】《真空电子技术》
【年(卷),期】2000(000)001
【摘要】分别讨论了最小二乘法和神经网络法用于电子光学透镜逆设计的情况,并比较了各自优缺点。
可以看到在较好的选取学习样本情况下,神经网络技术在电子透镜的逆设计中有着明显的优越性。
【总页数】5页(P15-19)
【作者】屠彦;仲雪飞
【作者单位】东南大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN16
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1.高斯光束通过两种球差透镜的聚焦特性比较 [J], 季小玲;吕百达
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5.热透镜技术中反射和透射两种探测方式的比较分析 [J], 郝宏刚;侯维娜;尹波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
(完整word版)光纤光学-第三章
第三章阶跃折射率光纤本章知识导图§3-1 几何光学分析法教学目标1、了解几何光学分析的基本思路；2、理解数值孔径、时延差的概念；3、了解斜光线与子午光线在传播上差异；教学重点1、理解数值孔径和时延差的概念；2、理解时延差与带宽的关系教学难点1、斜光线时延差的推导教学方法讲授教学形式多媒体学时分配2课时作业无§3.1-1 阶跃折射率光纤中子午光线的传播一、子午光线在任何一根光纤中，通过光纤中心轴的任何平面都称为子午面，它有无穷多个；位于子午面内的光线称为子午光线，它在光纤端面上的投影即为光纤端面上的直径或是一个点。
二、全反射条件• 见图，n1, n2分别为纤芯和包层材料的折射率，n0为周围介质的折射率，在界面上，若满足• （ 斯涅尔定律 ）则ψ 就是全反射的临界角，记作ψc 。
三、数值孔径四、子午光线的时延差 1、渡越时间2、模间色散,221πψSin n Sin n =3、传输带宽4、传输容量限制§3.1-2 斜光线的传播1、斜光线全反射条件2、斜光线数值孔径3、最大时延差§3-2 波导场方程及导模场解教学目标1、了解导模场方程的特点；2、推导导模场解教学重点1、导模场方程的特点；2、纵向场的物理意义；3、横向场的推导教学难点横向场的推导教学方法讲授教学形式多媒体学时分配1课时作业无圆柱波导中场解的描述形式标量模矢量模一、纵向分量的场解纵向分量解的形式：径向分量满足的方程：第一类贝塞尔函数J l (x)可解得：()()()()()()222212222222221010d F r dF r l k F r dr r dr r d F r dF r l k F r dr r dr r ββ⎧⎛⎫++--=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪++--= ⎪⎪⎝⎭⎩()()()z z e r F r h r ⎡⎤⎢⎥⎣⎦() (0)(,)(,)() ()il l z z il l A Ur J e r a B a e r h r C Wr K e r a D a φφφφ⎧⎡⎤≤<⎪⎢⎥⎡⎤⎪⎣⎦=⎨⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎪>⎢⎥⎪⎣⎦⎩()2222201U k n a β=-()2222202W k n a β=-【例题1】光纤的纤芯折射率n1=1.5，包成的折射率n2=1.48，纤芯半径a=2μm，入射光的波长628nm，光纤内的纤壁入射角为φ=850。