關(guān)聯(lián)成像,又叫鬼成像或符合成像,是利用光場(chǎng)的二階或高階關(guān)聯(lián)特性實(shí)現(xiàn)的一門成像技術(shù),近年來引起國內(nèi)外研究者們的廣泛興趣。與傳統(tǒng)的成像技術(shù)相比,關(guān)聯(lián)成像最為關(guān)注的研究特性之一為本身的非局域特性,光源發(fā)出具有空間關(guān)聯(lián)的兩束光,分別進(jìn)入兩個(gè)不同的光學(xué)路徑,其中包含有目標(biāo)物體的這一路徑叫做物臂,光束通過物體后的透射光或反射光被沒有空間分辨能力的桶探測(cè)器收集并記錄其光場(chǎng)信息;另一路徑不包含物體信息,叫做參考臂,光在自由空間傳播一段距離后直接被有空間分辨能力的探測(cè)器收集記錄光場(chǎng)信息,最后將兩個(gè)探測(cè)器收集到的信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算即可獲得關(guān)于物體的信息。關(guān)聯(lián)成像中經(jīng)過物體調(diào)制后的光場(chǎng)由桶探測(cè)器接收,只記錄強(qiáng)度信息而不進(jìn)行空間分辨,因此具有一定的抗干擾特性,并且適用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像探測(cè)。近年來,人們研究了大氣湍流對(duì)關(guān)聯(lián)成像的影響,分析了不同大氣湍流及成像方案下的成像特性。海洋湍流作為另一種常見的擾動(dòng)形式,同大氣湍流一樣,對(duì)光的傳輸特性有一定的影響,因此它對(duì)于關(guān)聯(lián)成像在遠(yuǎn)距離傳輸以及通信方面的影響都具有重要研究價(jià)值。本文著眼于關(guān)聯(lián)成像的實(shí)際應(yīng)用,研究了海洋湍流對(duì)關(guān)聯(lián)成像分辨率的影響以及部分相干光在在海洋湍流中的成像性質(zhì),主要分析了海洋湍流中各個(gè)參數(shù)(單位質(zhì)量液體中的湍流動(dòng)能耗散率,溫度和鹽度波動(dòng)的相對(duì)強(qiáng)度,均方溫度耗散率)對(duì)其分辨率以及成像質(zhì)量的影響。本文主要內(nèi)容分布如下:第一章首先介紹了關(guān)聯(lián)成像的基本概念,隨后對(duì)關(guān)聯(lián)成像的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),最后,將傳統(tǒng)的光學(xué)成像和關(guān)聯(lián)成像進(jìn)行對(duì)比研究,主要說明了它們?cè)诔上穹绞胶驮砩系膮^(qū)別,并指出關(guān)聯(lián)成像所具備的優(yōu)勢(shì)。第二章主要介紹了進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像的幾種常見的光源、基本概念和各自具備的性質(zhì),隨后介紹了幾種常見的熱光源進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像實(shí)驗(yàn)的基本原理以及它們的特點(diǎn)。第三章主要研究了海洋湍流對(duì)無透鏡關(guān)聯(lián)成像分辨率的影響。根據(jù)廣義的惠更斯-菲涅爾積分公式以及光場(chǎng)的相干理論,得到了在海洋湍流下的完全非相干光關(guān)聯(lián)成像的二階強(qiáng)度關(guān)聯(lián)函數(shù)及成像分辨率公式。結(jié)果表明,成像分辨率與光源尺寸、球面波經(jīng)過海洋湍流傳輸后的相干長度有關(guān)。在近距離情況下,分辨率的大小與傳輸距離呈線性關(guān)系。然而,隨著傳輸距離增加,海洋湍流對(duì)關(guān)聯(lián)成像的影響增加,分辨率與距離呈高次的非線性關(guān)系。同時(shí),海洋湍流參數(shù),如湍流動(dòng)能耗散率、溫度和鹽度波動(dòng)相對(duì)強(qiáng)度、均方溫度耗散率對(duì)分辨率的影響也很明顯。相關(guān)結(jié)論對(duì)關(guān)聯(lián)成像在水下探測(cè)和遙感中的應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。第四章主要研究了海洋湍流對(duì)部分相干光計(jì)算關(guān)聯(lián)成像的影響,基于廣義的惠更斯-菲涅爾積分公式和空間光場(chǎng)的相干理論,分析了海洋湍流各個(gè)參數(shù)對(duì)關(guān)聯(lián)成像分辨率的影響,同時(shí)也研究了不同光源尺寸和橫向相干長度情況下的成像特性。此外,我們發(fā)現(xiàn)物體與探測(cè)器之間的海洋湍流對(duì)于分辨率以及成像質(zhì)量并不造成影響。因此,相關(guān)結(jié)論也適用于反射式關(guān)聯(lián)成像。第五章是對(duì)全文的總結(jié)與展望。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;P731.26
【部分圖文】：

第一章緒論第一章緒論逡逑光學(xué)在物理學(xué)中是一門較為久遠(yuǎn)的學(xué)科，從誕生至今它一直與我們的生活分。光學(xué)成像作為光學(xué)中的重要領(lǐng)域至今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，如的投影儀成像，軍事當(dāng)中的熱成像，醫(yī)學(xué)中的顯微鏡成像等等。隨著光學(xué)不斷成熟和突破，一種不同于傳統(tǒng)的成像技術(shù)一關(guān)聯(lián)成像開始逐漸走入我野。逡逑關(guān)聯(lián)成像基本概念介紹逡逑

進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像的實(shí)驗(yàn)，以此論證量子糾纏并不是唯一可行的條件。２００２年，逡逑Ｂｅｎｎｉｎｋ通過小角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡來制成熱光源來進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像［９］，實(shí)驗(yàn)原理如逡逑圖１－２所示：氦氖激光器發(fā)射出一束激光經(jīng)斬波器的作用使其產(chǎn)生一系列的脈沖逡逑光，傳播一段距離后利用反射鏡改變光的傳播方向，然后經(jīng)無偏振的５０：５０分束逡逑器將光分為兩個(gè)不同的傳輸路徑，在包含有待測(cè)物體的這一路徑上（即物臂），光逡逑束傳播一段距離后通過物體后被沒有空間分辨能力的桶探測(cè)器收集記錄光場(chǎng)信逡逑息；在不包含有目標(biāo)物體的這一傳輸路徑上（即參考臂），光在自由空間中傳播一逡逑段距離后直接被有空間分辨能力的圖像控制器（ＣＣＤ）接收探測(cè)并記錄其光場(chǎng)強(qiáng)逡逑度信息，最后將兩探測(cè)器收集記錄的信息輸入到探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算即可獲得逡逑待測(cè)物體的成像信息（如圖１－２字母ＵＲ所示）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無論是單獨(dú)地使逡逑用物臂這一傳輸路徑中的桶探測(cè)器或者是參考臂這一傳輸路徑中的ＣＣＤ進(jìn)行探逡逑測(cè)最終都將無法得到物體的像，只有將兩個(gè)探測(cè)器測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)測(cè)量才能逡逑獲得物體的成像信息。但是Ｂａｓａｎｏ等人認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)并不能說明經(jīng)典光源關(guān)聯(lián)成逡逑像的本質(zhì)［１（）］

陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑驗(yàn)裝置的基本原理結(jié)構(gòu)示意圖，經(jīng)理論計(jì)算后對(duì)經(jīng)典光源和糾纏光源關(guān)聯(lián)成像并逡逑進(jìn)行數(shù)值模擬結(jié)果后得到如圖１－３右圖所示，通過觀察右圖中的結(jié)果分析可以得逡逑出結(jié)論：對(duì)于這兩種光源來說在適當(dāng)?shù)臈l件下都可以進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像的實(shí)驗(yàn)，不過逡逑對(duì)于經(jīng)典光源和糾纏光源二者來說，進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像的本質(zhì)原因?yàn)樗鼈兌季邆涔鈭?chǎng)逡逑的空間關(guān)聯(lián)特性。逡逑乃邐ａ邐Ｅｎｔａｎｇｌｅｄ逡逑４５０－ｊ邐°邋邐Ｔｈｅｒｍａｌ逡逑４（Ｘ＞－邐ｃ邐Ａｎａｌｙｉｉｃａｌ邋（＜ｉ．ｕ．）逡逑１邋Ｉ逡逑‘５邐“ｃｏｈ邋５邐Ｋ，逡逑圖１－３左圖為關(guān)聯(lián)成像基本原理結(jié)構(gòu)示意圖，右圖為對(duì)雙縫經(jīng)理論計(jì)算后并進(jìn)行數(shù)值模擬的成逡逑像示意圖。右圖中淺藍(lán)實(shí)線為利用糾纏光源得到的關(guān)聯(lián)成像結(jié)果，黑實(shí)線是利用經(jīng)典熱光源逡逑得到的關(guān)聯(lián)成像結(jié)果，藍(lán)色虛線為雙縫物體。引自文獻(xiàn)｜１１］。逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｌｅｆｔ邋ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｓｈｏｗｓ邋ｔｈｅ邋ｂａｓｉｃ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｈｔ逡逑ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｓｈｏｗｓ邋ｔｈｅ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｏｕｂｌｅ－ｓｌｉｔ邋ｔｈｅｏｒｙ邋ａｎｄ邋ｎｕｍｅｒｉｃａｌ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．邋Ｔｈｅ邋ｗａｔｈｅｔ逡逑ｓｏｌｉｄ邋ｌｉｎｅ邋ｉｓ邋ｔｈｅ邋ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｒｅｓｕｌｔ邋ｏｂｔａｉｎｅｄ邋ｂｙ邋ｕｓｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｅｎｔａｎｇｌｅｄ邋ｌｉｇｈｔ邋ｓｏｕｒｃｅ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 柯熙政;張宇;;部分相干光在大氣湍流中的光強(qiáng)閃爍效應(yīng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

2 張曉欣;但有全;張彬;;湍流大氣中斜程傳輸部分相干光的光束擴(kuò)展[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年12期

3 張逸新;王高剛;;斜程大氣傳輸激光束的平均光強(qiáng)與短期光束擴(kuò)展[J];紅外與激光工程;2007年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陶寶生;一種新型熱光關(guān)聯(lián)成像[D];遼寧大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2808302