光纤在单像素成像系统中的应用研究

发布时间：2021-02-25 21:31

　　光纤是一种用来传输光信号的传输介质,具有重量轻、光损耗小、成本低、不受环境光干扰、抗电磁干扰、尺寸小、寿命长等优点。光纤在通信、激光和传感等领域已经得到了广泛的应用,而在成像领域方兴未艾,尤其是在一些极端条件下,传统的电学成像器件不能或者不方便使用情况下,使用光纤作为探测与成像的器件和装置就能一定程度上解决相关问题。光纤可以在高温高湿乃至高腐蚀性的环境中工作,也可以自由深入到各种微小的角落从而相对容易的实现内窥成像、远程成像、高分辨成像等。因此,光纤在特殊成像领域仍具有巨大的研究与应用的价值和潜力。单像素成像系统是不同于传统成像系统的一种计算成像方式,它仅需要一个像素就能够实现一幅完整图像的恢复重建。单像素成像具有成像速度快、弱光环境下信噪比高、成本低等优势。单像素成像已经在生物医疗成像、太赫兹成像、全息成像、显微成像、高光谱成像、三维成像、信息加密等方面取得了一系列的研究进展。然而单像素成像在光源产生、计算速度、系统稳定性、成像距离、系统尺寸、系统集成封装等方面仍然存在很多不足。典型的单像素成像核心系统一般基于自由空间光学元件,主要包括光源产生调制和信号探测两类装置,如果将光纤器件应... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光纤简介
    1.2 光纤在成像中的应用
        1.2.1 多芯光纤成像
        1.2.2 单根多模光纤成像
    1.3 单像素成像简介
        1.3.1 单像素成像系统组成
        1.3.2 单像素成像常用算法
        1.3.3 单像素成像的优势与不足
    1.4 论文结构与内容介绍
    参考文献
第二章 单像素成像中光源的研究
    2.1 常用不同光源对比研究
    2.2 光源编码及恢复算法
    2.3 使用显示屏照明的单像素成像实验
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验结果与分析
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 光纤作为单像素成像中探测装置
    3.1 背景介绍
    3.2 光纤端面视场理论分析
        3.2.1 普通光纤视场
        3.2.2 单斜面光纤视场
    3.3 普通光纤探测单像素成像
        3.3.1 实验装置
        3.3.2 实验结果与分析
    3.4 单斜面光纤探测单像素成像
        3.4.1 实验装置
        3.4.2 实验结果与分析
    3.5 单斜面光纤对封闭管内成像实验
        3.5.1 实验装置
        3.5.2 实验结果与分析
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 总结与展望
    4.1 本文总结
    4.2 未来工作展望
攻读硕士期间的研究成果
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]单光纤成像技术[J]. 贺正权,任立勇,庄斌,许程访,周利斌.  激光与光电子学进展. 2017(03)

博士论文
[1]单光纤聚焦光斑数字扫描成像技术研究[D]. 尹哲.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3051605