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温度对金属粗糙表面生成的散斑图案数字图像的影响
摘要： 众所周知，通过分析分形维数、空隙度和相关性等参数（仅举几例），可以从受照粗糙表面产生的散斑图案的数字图像中推断出粗糙度。本文研究了温度对金属粗糙表面散射光所产生散斑图案的影响。我们发现，与空隙度和相关性相比，分形维数对温度变化的敏感度较低，并提供了在温度变化条件下处理粗糙表面产生的散斑图案时哪种方法更合适的信息。
关键词： 散斑图案、分形维数、相关性、粗糙度、空隙度、温度
更新于2025-09-23 15:23:52
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无序光子结构中的光散射
摘要： 我们从理论和实验上研究了光在有序与无序光子结构中的散射现象。以木堆型光子晶体薄板为例，通过引入棒状单元取向的随机涨落，揭示了从劳厄衍射到散斑图案形成的转变过程。当仅在方形木堆结构的单一方向添加取向无序时，我们观察到有序与无序之间存在非平庸的相互作用——即有序排列的棒状单元会产生无序图案，反之无序排列的棒状单元则会产生有序图案。我们通过理论推导和实验证实：该效应源于光仅在不同棒状单元的交叉点处发生散射。
关键词： 光散射、劳厄衍射、散斑图案、光子结构、无序性
更新于2025-09-23 15:21:21
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XUV自由电子激光的鬼成像
摘要： 我们在此展示了一项在极紫外自由电子激光（FEL）上完成的经典鬼成像实验。为在FEL光源上进行此类实验，每个X射线脉冲都通过一个移动的漫射器传输，从而产生非相关的散斑光束。随后通过引入透射光栅形式的波束分束器，将该光束分成两个完全相同的分支。其中一个分支放置了样品。我们证明了在从未与样品发生相互作用的光束中形成图像（本例中为双条图案）的可能性。通过这项实验，我们将量子光学方法推广到了FEL研究领域。
关键词： XUV自由电子激光、散斑图案、量子光学、鬼成像、透射光栅
更新于2025-09-23 15:19:57
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散斑图案的均匀性和各向同性导致数字图像相关中出现双重随机误差现象
摘要： 在基于子集的数字图像相关技术中，二阶形函数的随机误差大约是一阶形函数的两倍，这一现象被称为"随机误差倍增现象"。本研究指出该现象的根本原因在于散斑图案的均匀性与各向同性特征。特别地，我们从统计学角度证明：二阶形函数与一阶形函数的随机误差比值理论上应为√7/2（约1.87），这与经验值2非常接近。数值实验验证了所提理论分析的正确性。
关键词： 散斑图案，数字图像相关，随机误差，统计分析
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于深度神经网络通过多模光纤实现波长无关的图像分类
摘要： 深度神经网络（DNNs）已日益应用于不同研究领域或工业场景。为利用机器学习技术提取有效信息，每天需处理海量数据。多个研究团队通过基于真实数据集训练DNNs，在提升显微成像分辨率和定量相位恢复方面取得了显著成果。近期，研究者还利用DNNs实现了光信号经多模光纤（MMFs）传输后的图像复原与重建。当图像通过多模光纤传播时，由于信息分散在光纤支持的各个空间模式中，会产生严重散射现象。此外，由于不同光纤模式的传播速度存在差异，输入信号的局部信息沿光纤传输数毫米后就会失去相关性，从而在输出端形成散斑图案。从这类散斑图案中恢复信息具有重要实用价值，可推动多模光纤在医学内窥镜应用中的集成，或助力电信领域的信号恢复。
关键词： 波长无关性、图像分类、散斑图案、多模光纤、深度神经网络
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于散斑图案分类的标准多模光纤中的空分复用
摘要： 在光通信领域，单模光纤的传输带宽已几乎被充分利用。为进一步提升电信链路的容量，可在振幅、正交、偏振、频率和空间这五个物理维度上应用复用技术——其中前四个维度已接近开发极限。我们通过实验验证了一种基于光纤输出端散斑图样分类的新型空间复用技术的可行性：将多路光信号耦合进标准多模光纤时，光纤端面会产生散斑图样，这是由激发传播模式间准随机干涉所致。研究表明这些图样与光信号光束参数及光纤长度密切相关。通过对散斑图样进行分类，我们能够检测出独立信号——即识别出光纤中复用的不同光束状态（开/关）。实验结果表明，这种基于标准多模光纤的空间复用技术对模式混叠和偏振扰动效应具有强鲁棒性。
关键词： 空间分割复用、模式混合、散斑图案、偏振扰动、光通信、多模光纤
更新于2025-09-11 14:15:04