液晶基多模控光成像探测_张新宇,佟庆,雷宇,信钊炜_9787568037778

本书共十二章：章综述了焦平面成像探测技术的发展现状和趋势；第二章讨论了电控液晶微光学结构包括微透镜阵列的基本特征；第三章分析了液晶基波前成像探测的基本属性；第四章研究了基于波前成像的景深扩展基本问题；第五章主要开展了基于波前成像的物空间深度测量方法研究；第六章论述了液晶基光场成像探测的基本属性与特征；第七章主要进行了基于电调光场成像的运动参数测量方面的关键问题；第八章主要针对液晶基光场与平面一体化成像问题开展基础性研究；第九章主要涉及红外光场成像用石墨烯基电控液晶微透镜阵列的基本特性；第十章讨论了液晶基偏振成像探测的基本属性与特征；第十一章论述了基于扭曲向列相液晶的偏振光场成像属性基本问题；第十二章主要开展了石墨烯基电控液晶微透镜与偏振光场成像方面的基础方法研究。

序言针对进一步提高复杂背景环境中的弱小目标、隐身目标、非合作目标及高机动性目标的成像探测、识别和可视化能力，本书开展可见光和红外多维多模成像探测与液晶基微纳控光结构的建模、仿真、设计、工艺、测试与评估研究，为构建具有智能化控光效能的光电成像芯片与成像微系统建立理论和方法基础。通过耦合电控液晶基微纳光学结构与光敏阵列，在测量和调控成像压缩光场的光学参量（涉及波前、波矢、偏振、能流）和光电成像参量（涉及点扩散函数、成像孔径与视场、复眼/光场态、成像面与景深）基础上，实现快速控光下的成像光场构建、探测能力增强与扩展。在解决诸如光波参量和模态测调与成像探测效能间的递推性制约属性，液晶基多模控光参数体系构建，图案电极激励、调变阵列化微纳空间电场的光波参量和模态协同等关键问题，以及构建小型化液晶焦平面光电成像探测架构等的基础上，达到下述目标：① 获得液晶基多模控光焦平面光电成像方法和关键技术；② 建立基于光波参量芯片级测调的焦平面光电成像器件与微纳控光结构的设计、工艺和参数体系；③ 为多模控光先进成像探测技术应用提供方法和技术支撑。本书共12章：第1章综述焦平面成像探测技术的发展现状和趋势；第2章讨论电控液晶基微光学结构，包括微透镜阵列的基本特性；第3章分析液晶基波前成像探测的基本属性；第4章讨论基于波前成像的景深扩展的基本问题；第5章主要讨论基于波前成像的物空间深度测量方法；第6章论述液晶基光场成像探测的基本属性与特征；第7章主要讨论基于电控光场成像的运动参数测量方面的关键问题；第8章主要针对液晶基光场与平面一体化成像问题开展基础性研究；第9章主要讨论红外光场成像的石墨烯基电控液晶微透镜阵列的基本特性；第10章讨论液晶基偏振成像探测的基本属性与特征；第11章论述基于扭曲向列相液晶的偏振光场成像的基本属性；第12章主要讨论石墨烯基电控液晶微透镜与偏振光场成像方面的基础方法。本书涉及的研究工作是在一项国家自然科学基金重点项目（编号：61432007）、一项国家自然科学基金面上项目（编号：61176052）、一项湖北省技术创新专项（重大项目）(编号：2016AAA010）、多项预研基金和航天基金项目等的资助和支持下完成的，在此一并表示衷心感谢。奉献该书于读者的目的是推动我国先进成像探测技术及其应用的深入发展，满足从事相关学科研究和教学的专业技术人员、教师和研究生的需要，并可供相关领域的管理人员参考。全书研究脉络、内容与章节安排由张新宇策划，第1章和第2章由张新宇撰写，第3章至第5章由佟庆撰写，第6章至第9章由雷宇撰写，第10章至第12章由信钊炜撰写，全书由张新宇统稿。在此感谢在研究工作开展和本书文稿准备过程中诸多同事和研究生的贡献，包括对有关问题的讨论、仿真与实验的计划制订及实施等。参与的同事有王海卫、罗俊和凌福日。参与实验工作的规划与开展，重要数据获取，软件编写，文档报告等材料整理、补充、编辑和打印等的研究生有荣幸、梅再红、郭攀、刘剑锋、瞿勇、魏明月、李斌、王猛、陈鑫、宫金辉、刘畅、邵奇、何闻达、史珈硕和陈名策等。感谢相关审稿专家对书稿修改所提出的宝贵、中肯的意见和建议。限于作者的认知水平，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请读者不吝赐教。著者2019年11月26日

第1章绪论(1)

1.1焦平面成像探测(1)

1.2控制成像探测的光波参量(8)

第2章电控液晶微透镜阵列(12)

2.1引言(12)

2.2液晶的基本物性(12)

2.2.1液晶类型(12)

2.2.2序参数(14)

2.2.3介电各向异性(14)

2.2.4液晶双折射(15)

2.2.5黏滞系数(16)

2.2.6弹性连续体理论(16)

2.2.7边界效应(18)

2.3功能化液晶的指向矢计算(19)

2.3.1迭代方程组数值化(24)

2.3.2边界条件(24)

2.3.3程序流程图(25)

2.3.4仿真架构(26)

2.4电控液晶微光学结构(44)

2.5电控液晶透镜与微透镜(50)

2.5.1研究进展情况(50)

2.5.2典型属性与特征(58)

2.6小结(62)

第3章液晶基波前成像探测(64)

3.1引言(64)

3.2局域子波前测量与目标波前还原(64)

3.2.1SH波前测量法(65)

3.2.2液晶基波前成像测量法(66)

3.3用于波前测量的面阵电控液晶微透镜(67)

3.4谱图像的分解与融合(70)

3.5液晶基波前成像(82)

3.6小结(84)

第4章基于波前成像的景深扩展(85)

4.1引言(85)

4.2波前成像中的图像模糊问题(85)

4.3液晶基波前成像景深特征(88)

4.4基于电控液晶微透镜扩展波前成像景深(92)

4.5小结(112)

第5章基于波前成像的物空间深度测量(113)

5.1引言(113)

5.2波前成像物空间深度不敏感性(113)

5.3基于液晶基波前成像的物空间深度测量(118)

5.3.1液晶基波前光学成像探测系统测量物空间深度(118)

5.3.2基于Sobel梯度算子评估图像清晰度(120)

5.4物空间深度标定与评估(121)

5.4.1物空间深度标定(121)

5.4.2物空间深度测量评估(132)

5.5小结(133)

第6章液晶基光场成像探测(134)

6.1引言(134)

6.2常规三维成像(134)

6.3光场成像(136)

6.4用于光场成像的电控液晶微透镜阵列(143)

6.4.1单元液晶微透镜(146)

6.4.2加载不同信号均方根电压的液晶微透镜(148)

6.4.3液晶厚度不同的微透镜(149)

6.4.4关键性工艺步骤(151)

6.5液晶基电控景深光场成像(153)

6.5.1电控光场成像建模(154)

6.5.2图像的光场表征(156)

6.5.3电控光场成像的光学结构配置(159)

6.5.4电控光场成像景深特征(164)

6.6液晶基光场相机(166)

6.7光场图像的加工处理与渲染(170)

6.8小结(174)

第7章基于电控光场成像的运动参数测量(175)

7.1引言(175)

7.2电控光场成像的三维投影模型(175)

7.3虚物点深度估算与深度分辨率(181)

7.4液晶基光场相机的标定特征(183)

7.5运动参数测量与评估(187)

7.5.1运动参数计算(187)

7.5.2运动参数的实验测量(190)

7.6小结(191)

第8章液晶基光场与平面一体化成像(192)

8.1引言(192)

8.2双模一体化成像系统设计(192)

8.3双模一体化相机(196)

8.4高分辨率三维图像重建(201)

8.4.1六种度量值计算方法(202)

8.4.2清晰度评价函数(204)

8.5液晶基光场相机原型(206)

8.5.1近景成像用液晶基光场相机(206)

8.5.2远景成像用液晶基光场相机(208)

8.6毫秒/亚毫秒数量级的图像渲染耗时(214)

8.7物空间的液晶基可寻址加电层析成像(215)

8.8小结(219)

第9章红外光场成像的石墨烯基电控液晶微透镜阵列(220)

9.1引言(220)

9.2石墨烯电极的转移制备(220)

9.2.1机械剥离法(221)

9.2.2外延生长法(221)

9.2.3化学气相沉积法(221)

9.2.4氧化还原法(222)

9.3基于石墨烯电极的红外液晶微透镜阵列(224)

9.4液晶的单晶石墨烯诱导定向(229)

9.4.1单晶石墨烯诱导的液晶初始定向特征(229)

9.4.2单晶石墨烯的液晶定向特征(235)

9.4.3单晶石墨烯基电控液晶微透镜阵列(239)

9.5小结(252)

第10章液晶基偏振成像探测(253)

10.1引言(253)

10.2偏振成像基本特征(253)

10.2.1光学旋转器(255)

10.2.2相位延迟器(255)

10.3偏振光场成像(259)

10.4偏振光场成像用电控液晶微透镜阵列(270)

10.4.1基片与电极(271)

10.4.2石墨烯转移(271)

10.4.3涂布光刻胶与曝光(271)

10.4.4蚀刻(271)

10.4.5液晶器件化(271)

10.4.6测试与评估(272)

10.5层叠耦合正交偏振液晶微透镜(273)

10.6偏振与偏振不敏感光场成像(284)

10.7小结(288)

第11章基于扭曲向列相液晶的偏振光场成像(289)

11.1引言(289)

11.2扭曲向列相电控液晶微透镜(290)

11.2.1扭曲向列相液晶微透镜的典型控光过程(290)

11.2.2扭曲向列相液晶微透镜的典型工作模式(291)

11.3偏振差分去雾成像(294)

11.4偏振光场与平面成像一体化去雾(297)

11.5小结(308)

第12章石墨烯基电控液晶微透镜与偏振光场成像(309)

12.1引言(309)

12.2单晶石墨烯制备与表征(310)

12.2.1单晶Cu(111)晶膜制备(312)

12.2.2单晶石墨烯制备(313)

12.2.3单晶石墨烯表征(313)

12.3液晶石墨烯定向(315)

12.4石墨烯基电控液晶微透镜阵列(318)

12.5偏振光场成像景深特征(322)

12.6红外液晶微透镜(330)

12.7小结(339)

参考文献(340)

你还可能感兴趣

我要评论