水中湍流环境计算鬼成像模拟分析及实验研究
发布时间：2021-05-15 09:37
随着海洋探测及开发的持续发展,对水体环境下激光成像技术的要求不断提高,鬼成像由于其高分辨率及抗湍流性等特点有望在水下成像领域等发挥重要作用。水中的湍流强度要大于大气湍流数个量级,影响因素也更为复杂,在水体环境下鬼成像质量同时受到水中消光特性及水中湍流的影响。有关于水中湍流环境计算鬼成像的研究尚处在起步阶段。论文基于海洋湍流谱模型及功率谱反演法、液晶空间光调制器及内热油浴式液体湍流模拟器开展水中湍流计算鬼成像数值仿真及实验研究。基于液晶空间光调制器（SLM）调制光场的解析表达式,对加载不同合并像元相位图和SLM填充比条件下产生的赝热光特性进行了数值仿真分析,利用产生的赝热光源数值仿真计算鬼成像结果。通过功率谱反演法,生成可模拟水中温度主导湍流影响的相位屏,利用多相位屏法数值分析水中湍流环境计算鬼成像。开展不同Fried相干长度水中湍流条件下计算鬼成像的信噪比及分辨率的仿真,结果表明增大赝热光源横向相干长度可以提升计算鬼成像的信噪比,同时降低水中湍流对计算鬼成像质量的影响,但会降低计算鬼成像图像分辨率。该研究为水中湍流计算鬼成像实验研究提供理论指导。设计并搭建计算鬼成像原理实验系统,采用S...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水中湍流及实验模拟
1.2.2 鬼成像研究现状
1.3 论文研究内容及结构安排
第二章 水中湍流鬼成像理论基础
2.1 光场传播理论
2.1.1 基尔霍夫衍射
2.1.2 角谱衍射理论
2.2 光源相干性
2.3 鬼成像
2.3.1 纠缠双光子成像
2.3.2 经典光源鬼成像
2.3.3 计算鬼成像
2.3.4 鬼成像性能的评价方式
2.4 水中湍流概述
2.4.1 水中湍流概念
2.4.2 Nikishov海洋湍流模型的参数化描述
2.4.3 Nikishov海洋湍流功率谱模型
2.4.4 水中湍流模型中Fried相干长度
2.5 本章小结
第三章 水中湍流环境计算鬼成像数值模拟
3.1 计算鬼成像数值模拟
3.1.1 液晶空间光调制器模型
3.1.2 像元尺寸对赝热光场的影响
3.1.3 计算鬼成像分辨率数值仿真
3.2 水中湍流环境计算鬼成像仿真
3.2.1 水中湍流的数值模拟方法
3.2.2 水中湍流环境计算鬼成像的数值模拟
3.3 本章小结
第四章 水中湍流环境计算鬼成像实验研究
4.1 内热油浴式液体湍流模拟器
4.1.1 内热油浴式液体湍流模拟器介绍
4.1.2 湍流模拟器湍流特性测试原理
4.1.3 测试系统及结果
4.2 无湍流环境下计算鬼成像实验
4.2.1 计算鬼成像实验系统
4.2.2 实验仪器介绍
4.2.3 合并像元对计算鬼成像的影响
4.3 水中湍流环境计算鬼成像
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文研究内容和结论
5.2 进一步研究内容和方法
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]非单色X光傅里叶变换鬼成像模拟[J]. 杨善初,喻虹,陆荣华,谈志杰,韩申生. 光学学报. 2019(05)
[2]水下湍流成像退化及优化恢复研究[J]. 谌雨章,叶婷,程超杰,杨婉璐. 光电工程. 2018(12)
[3]基于像素位移估计的水下湍流退化图像畸形校正算法[J]. 盘亚楠,谌雨章,郭煜玮. 计算机测量与控制. 2018(06)
[4]水下反射式光子计数计算鬼成像方案[J]. 曾文兵,周东,周龙杰. 激光杂志. 2018(03)
[5]相位屏法模拟高斯阵列光束海洋湍流传输特性[J]. 牛超君,卢芳,韩香娥. 光学学报. 2018(06)
[6]海洋湍流随机相位屏模型[J]. 杨天星,赵生妹. 光学学报. 2017(12)
[7]Visibility enhancement in two-dimensional lensless ghost imaging with true thermal light[J]. 陈希浩,燕玲,吴炜,孟少英,吴令安,孙志斌,王超,翟光杰. Chinese Physics B. 2017(06)
[8]X光傅里叶变换关联成像赝热光源研究[J]. 赵鑫,喻虹,陆荣华,谈志杰,韩申生,曹清. 光学学报. 2017(05)
[9]可预置强度关联激光三维成像雷达实验研究[J]. 梅笑冬,龚文林,严毅,韩申生,曹清. 中国激光. 2016(07)
[10]湍流环境中水下成像系统的调制传递函数研究[J]. 孙立颖,夏珉,韩捷飞,杨克成. 光学学报. 2016(08)
博士论文
[1]海洋湍流对激光束传输的影响[D]. 陆璐.中国科学技术大学 2016
[2]改善鬼成像质量的理论与实验研究[D]. 罗春伶.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]海洋湍流相位屏模型及该模型下OAM光束传输特性研究[D]. 杨天星.南京邮电大学 2018
[2]非Kolmogorov谱大气湍流下关联成像的仿真与实验[D]. 张静雄.西安电子科技大学 2018
[3]水下远距离关联成像技术研究[D]. 曾文兵.电子科技大学 2018
[4]基于预制光场的鬼成像研究[D]. 岳永.北京邮电大学 2018
[5]基于SLM计算鬼成像及湍流下实验研究[D]. 李丽平.西安电子科技大学 2017
[6]蓝绿激光海洋湍流及其下行信道传输特性研究[D]. 苗希彩.西安电子科技大学 2017
[7]非柯尔莫格洛夫湍流斜程信道中的计算鬼成像[D]. 王向.江南大学 2012
[8]空间光调制器鬼成像[D]. 高晓红.山西大学 2012
本文编号：3187408
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水中湍流及实验模拟
1.2.2 鬼成像研究现状
1.3 论文研究内容及结构安排
第二章 水中湍流鬼成像理论基础
2.1 光场传播理论
2.1.1 基尔霍夫衍射
2.1.2 角谱衍射理论
2.2 光源相干性
2.3 鬼成像
2.3.1 纠缠双光子成像
2.3.2 经典光源鬼成像
2.3.3 计算鬼成像
2.3.4 鬼成像性能的评价方式
2.4 水中湍流概述
2.4.1 水中湍流概念
2.4.2 Nikishov海洋湍流模型的参数化描述
2.4.3 Nikishov海洋湍流功率谱模型
2.4.4 水中湍流模型中Fried相干长度
2.5 本章小结
第三章 水中湍流环境计算鬼成像数值模拟
3.1 计算鬼成像数值模拟
3.1.1 液晶空间光调制器模型
3.1.2 像元尺寸对赝热光场的影响
3.1.3 计算鬼成像分辨率数值仿真
3.2 水中湍流环境计算鬼成像仿真
3.2.1 水中湍流的数值模拟方法
3.2.2 水中湍流环境计算鬼成像的数值模拟
3.3 本章小结
第四章 水中湍流环境计算鬼成像实验研究
4.1 内热油浴式液体湍流模拟器
4.1.1 内热油浴式液体湍流模拟器介绍
4.1.2 湍流模拟器湍流特性测试原理
4.1.3 测试系统及结果
4.2 无湍流环境下计算鬼成像实验
4.2.1 计算鬼成像实验系统
4.2.2 实验仪器介绍
4.2.3 合并像元对计算鬼成像的影响
4.3 水中湍流环境计算鬼成像
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文研究内容和结论
5.2 进一步研究内容和方法
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]非单色X光傅里叶变换鬼成像模拟[J]. 杨善初,喻虹,陆荣华,谈志杰,韩申生. 光学学报. 2019(05)
[2]水下湍流成像退化及优化恢复研究[J]. 谌雨章,叶婷,程超杰,杨婉璐. 光电工程. 2018(12)
[3]基于像素位移估计的水下湍流退化图像畸形校正算法[J]. 盘亚楠,谌雨章,郭煜玮. 计算机测量与控制. 2018(06)
[4]水下反射式光子计数计算鬼成像方案[J]. 曾文兵,周东,周龙杰. 激光杂志. 2018(03)
[5]相位屏法模拟高斯阵列光束海洋湍流传输特性[J]. 牛超君,卢芳,韩香娥. 光学学报. 2018(06)
[6]海洋湍流随机相位屏模型[J]. 杨天星,赵生妹. 光学学报. 2017(12)
[7]Visibility enhancement in two-dimensional lensless ghost imaging with true thermal light[J]. 陈希浩,燕玲,吴炜,孟少英,吴令安,孙志斌,王超,翟光杰. Chinese Physics B. 2017(06)
[8]X光傅里叶变换关联成像赝热光源研究[J]. 赵鑫,喻虹,陆荣华,谈志杰,韩申生,曹清. 光学学报. 2017(05)
[9]可预置强度关联激光三维成像雷达实验研究[J]. 梅笑冬,龚文林,严毅,韩申生,曹清. 中国激光. 2016(07)
[10]湍流环境中水下成像系统的调制传递函数研究[J]. 孙立颖,夏珉,韩捷飞,杨克成. 光学学报. 2016(08)
博士论文
[1]海洋湍流对激光束传输的影响[D]. 陆璐.中国科学技术大学 2016
[2]改善鬼成像质量的理论与实验研究[D]. 罗春伶.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]海洋湍流相位屏模型及该模型下OAM光束传输特性研究[D]. 杨天星.南京邮电大学 2018
[2]非Kolmogorov谱大气湍流下关联成像的仿真与实验[D]. 张静雄.西安电子科技大学 2018
[3]水下远距离关联成像技术研究[D]. 曾文兵.电子科技大学 2018
[4]基于预制光场的鬼成像研究[D]. 岳永.北京邮电大学 2018
[5]基于SLM计算鬼成像及湍流下实验研究[D]. 李丽平.西安电子科技大学 2017
[6]蓝绿激光海洋湍流及其下行信道传输特性研究[D]. 苗希彩.西安电子科技大学 2017
[7]非柯尔莫格洛夫湍流斜程信道中的计算鬼成像[D]. 王向.江南大学 2012
[8]空间光调制器鬼成像[D]. 高晓红.山西大学 2012
本文编号：3187408
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