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液晶基多模控光成像探測 版權(quán)信息
- ISBN：9787568037778
- 條形碼：9787568037778 ; 978-7-5680-3777-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
液晶基多模控光成像探測 本書特色
本書總結(jié)了作者及其研究團隊過去10余年，針對可見光和紅外譜域的微納控光成像探測，開展新的成像方法、微納結(jié)構(gòu)設計、液晶微光學光電結(jié)構(gòu)工藝制作等方面的部分研究工作。針對提高復雜背景環(huán)境與目標的成像探測、識別和可視化能力，通過將電控液晶微納光學結(jié)構(gòu)與光敏陣列耦合，構(gòu)造芯片級控光的智能化焦平面光電成像器件和小型化多模控光成像探測架構(gòu)，主要涉及液晶基多模控光焦平面光電成像方法和關鍵技術方面的內(nèi)容。通過與光敏陣列耦合的液晶微納控光結(jié)構(gòu)，測調(diào)成像壓縮光場參量，包括：波前、波矢、偏振和能流，實現(xiàn)快速控光干預成像光場能流壓縮形態(tài)構(gòu)建與陣列化光電轉(zhuǎn)換的成像探測效能增強與擴展。在解決關鍵問題諸如：光波參量和模態(tài)測調(diào)與成像探測效能間的遞推性制約屬性，液晶基多模控光參數(shù)體系構(gòu)建，圖案化電極激勵、調(diào)變陣列化微納空間電場的光波參量和模態(tài)協(xié)同，構(gòu)建小型化液晶焦平面光電成像探測架構(gòu)等基礎上，達到下述目標：（一）獲得液晶基多模控光焦平面光電成像方法和關鍵技術；（二）建立基于光波參量芯片級測調(diào)的焦平面光電成像器件與微納控光結(jié)構(gòu)的設計、工藝和參數(shù)體系；（三）為多模控光先進成像探測技術應用提供方法和技術支撐。
液晶基多模控光成像探測 內(nèi)容簡介
本書共十二章：章綜述了焦平面成像探測技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；第二章討論了電控液晶微光學結(jié)構(gòu)包括微透鏡陣列的基本特征；第三章分析了液晶基波前成像探測的基本屬性；第四章研究了基于波前成像的景深擴展基本問題；第五章主要開展了基于波前成像的物空間深度測量方法研究；第六章論述了液晶基光場成像探測的基本屬性與特征；第七章主要進行了基于電調(diào)光場成像的運動參數(shù)測量方面的關鍵問題；第八章主要針對液晶基光場與平面一體化成像問題開展基礎性研究；第九章主要涉及紅外光場成像用石墨烯基電控液晶微透鏡陣列的基本特性；第十章討論了液晶基偏振成像探測的基本屬性與特征；第十一章論述了基于扭曲向列相液晶的偏振光場成像屬性基本問題；第十二章主要開展了石墨烯基電控液晶微透鏡與偏振光場成像方面的基礎方法研究。
液晶基多模控光成像探測 目錄
第1章緒論(1)
1.1焦平面成像探測(1)
1.2控制成像探測的光波參量(8)
第2章電控液晶微透鏡陣列(12)
2.1引言(12)
2.2液晶的基本物性(12)
2.2.1液晶類型(12)
2.2.2序參數(shù)(14)
2.2.3介電各向異性(14)
2.2.4液晶雙折射(15)
2.2.5黏滯系數(shù)(16)
2.2.6彈性連續(xù)體理論(16)
2.2.7邊界效應(18)
2.3功能化液晶的指向矢計算(19)
2.3.1迭代方程組數(shù)值化(24)
2.3.2邊界條件(24)
2.3.3程序流程圖(25)
2.3.4仿真架構(gòu)(26)
2.4電控液晶微光學結(jié)構(gòu)(44)
2.5電控液晶透鏡與微透鏡(50)
2.5.1研究進展情況(50)
2.5.2典型屬性與特征(58)
2.6小結(jié)(62)
第3章液晶基波前成像探測(64)
3.1引言(64)
3.2局域子波前測量與目標波前還原(64)
3.2.1SH波前測量法(65)
3.2.2液晶基波前成像測量法(66)
3.3用于波前測量的面陣電控液晶微透鏡(67)
3.4譜圖像的分解與融合(70)
3.5液晶基波前成像(82)
3.6小結(jié)(84)
第4章基于波前成像的景深擴展(85)
4.1引言(85)
4.2波前成像中的圖像模糊問題(85)
4.3液晶基波前成像景深特征(88)
4.4基于電控液晶微透鏡擴展波前成像景深(92)
4.5小結(jié)(112)
第5章基于波前成像的物空間深度測量(113)
5.1引言(113)
5.2波前成像物空間深度不敏感性(113)
5.3基于液晶基波前成像的物空間深度測量(118)
5.3.1液晶基波前光學成像探測系統(tǒng)測量物空間深度(118)
5.3.2基于Sobel梯度算子評估圖像清晰度(120)
5.4物空間深度標定與評估(121)
5.4.1物空間深度標定(121)
5.4.2物空間深度測量評估(132)
5.5小結(jié)(133)
第6章液晶基光場成像探測(134)
6.1引言(134)
6.2常規(guī)三維成像(134)
6.3光場成像(136)
6.4用于光場成像的電控液晶微透鏡陣列(143)
6.4.1單元液晶微透鏡(146)
6.4.2加載不同信號均方根電壓的液晶微透鏡(148)
6.4.3液晶厚度不同的微透鏡(149)
6.4.4關鍵性工藝步驟(151)
6.5液晶基電控景深光場成像(153)
6.5.1電控光場成像建模(154)
6.5.2圖像的光場表征(156)
6.5.3電控光場成像的光學結(jié)構(gòu)配置(159)
6.5.4電控光場成像景深特征(164)
6.6液晶基光場相機(166)
6.7光場圖像的加工處理與渲染(170)
6.8小結(jié)(174)
第7章基于電控光場成像的運動參數(shù)測量(175)
7.1引言(175)
7.2電控光場成像的三維投影模型(175)
7.3虛物點深度估算與深度分辨率(181)
7.4液晶基光場相機的標定特征(183)
7.5運動參數(shù)測量與評估(187)
7.5.1運動參數(shù)計算(187)
7.5.2運動參數(shù)的實驗測量(190)
7.6小結(jié)(191)
第8章液晶基光場與平面一體化成像(192)
8.1引言(192)
8.2雙模一體化成像系統(tǒng)設計(192)
8.3雙模一體化相機(196)
8.4高分辨率三維圖像重建(201)
8.4.1六種度量值計算方法(202)
8.4.2清晰度評價函數(shù)(204)
8.5液晶基光場相機原型(206)
8.5.1近景成像用液晶基光場相機(206)
8.5.2遠景成像用液晶基光場相機(208)
8.6毫秒/亞毫秒數(shù)量級的圖像渲染耗時(214)
8.7物空間的液晶基可尋址加電層析成像(215)
8.8小結(jié)(219)
第9章紅外光場成像的石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(220)
9.1引言(220)
9.2石墨烯電極的轉(zhuǎn)移制備(220)
9.2.1機械剝離法(221)
9.2.2外延生長法(221)
9.2.3化學氣相沉積法(221)
9.2.4氧化還原法(222)
9.3基于石墨烯電極的紅外液晶微透鏡陣列(224)
9.4液晶的單晶石墨烯誘導定向(229)
9.4.1單晶石墨烯誘導的液晶初始定向特征(229)
9.4.2單晶石墨烯的液晶定向特征(235)
9.4.3單晶石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(239)
9.5小結(jié)(252)
第10章液晶基偏振成像探測(253)
10.1引言(253)
10.2偏振成像基本特征(253)
10.2.1光學旋轉(zhuǎn)器(255)
10.2.2相位延遲器(255)
10.3偏振光場成像(259)
10.4偏振光場成像用電控液晶微透鏡陣列(270)
10.4.1基片與電極(271)
10.4.2石墨烯轉(zhuǎn)移(271)
10.4.3涂布光刻膠與曝光(271)
10.4.4蝕刻(271)
10.4.5液晶器件化(271)
10.4.6測試與評估(272)
10.5層疊耦合正交偏振液晶微透鏡(273)
10.6偏振與偏振不敏感光場成像(284)
10.7小結(jié)(288)
第11章基于扭曲向列相液晶的偏振光場成像(289)
11.1引言(289)
11.2扭曲向列相電控液晶微透鏡(290)
11.2.1扭曲向列相液晶微透鏡的典型控光過程(290)
11.2.2扭曲向列相液晶微透鏡的典型工作模式(291)
11.3偏振差分去霧成像(294)
11.4偏振光場與平面成像一體化去霧(297)
11.5小結(jié)(308)
第12章石墨烯基電控液晶微透鏡與偏振光場成像(309)
12.1引言(309)
12.2單晶石墨烯制備與表征(310)
12.2.1單晶Cu(111)晶膜制備(312)
12.2.2單晶石墨烯制備(313)
12.2.3單晶石墨烯表征(313)
12.3液晶石墨烯定向(315)
12.4石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(318)
12.5偏振光場成像景深特征(322)
12.6紅外液晶微透鏡(330)
12.7小結(jié)(339)
參考文獻(340)
1.1焦平面成像探測(1)
1.2控制成像探測的光波參量(8)
第2章電控液晶微透鏡陣列(12)
2.1引言(12)
2.2液晶的基本物性(12)
2.2.1液晶類型(12)
2.2.2序參數(shù)(14)
2.2.3介電各向異性(14)
2.2.4液晶雙折射(15)
2.2.5黏滯系數(shù)(16)
2.2.6彈性連續(xù)體理論(16)
2.2.7邊界效應(18)
2.3功能化液晶的指向矢計算(19)
2.3.1迭代方程組數(shù)值化(24)
2.3.2邊界條件(24)
2.3.3程序流程圖(25)
2.3.4仿真架構(gòu)(26)
2.4電控液晶微光學結(jié)構(gòu)(44)
2.5電控液晶透鏡與微透鏡(50)
2.5.1研究進展情況(50)
2.5.2典型屬性與特征(58)
2.6小結(jié)(62)
第3章液晶基波前成像探測(64)
3.1引言(64)
3.2局域子波前測量與目標波前還原(64)
3.2.1SH波前測量法(65)
3.2.2液晶基波前成像測量法(66)
3.3用于波前測量的面陣電控液晶微透鏡(67)
3.4譜圖像的分解與融合(70)
3.5液晶基波前成像(82)
3.6小結(jié)(84)
第4章基于波前成像的景深擴展(85)
4.1引言(85)
4.2波前成像中的圖像模糊問題(85)
4.3液晶基波前成像景深特征(88)
4.4基于電控液晶微透鏡擴展波前成像景深(92)
4.5小結(jié)(112)
第5章基于波前成像的物空間深度測量(113)
5.1引言(113)
5.2波前成像物空間深度不敏感性(113)
5.3基于液晶基波前成像的物空間深度測量(118)
5.3.1液晶基波前光學成像探測系統(tǒng)測量物空間深度(118)
5.3.2基于Sobel梯度算子評估圖像清晰度(120)
5.4物空間深度標定與評估(121)
5.4.1物空間深度標定(121)
5.4.2物空間深度測量評估(132)
5.5小結(jié)(133)
第6章液晶基光場成像探測(134)
6.1引言(134)
6.2常規(guī)三維成像(134)
6.3光場成像(136)
6.4用于光場成像的電控液晶微透鏡陣列(143)
6.4.1單元液晶微透鏡(146)
6.4.2加載不同信號均方根電壓的液晶微透鏡(148)
6.4.3液晶厚度不同的微透鏡(149)
6.4.4關鍵性工藝步驟(151)
6.5液晶基電控景深光場成像(153)
6.5.1電控光場成像建模(154)
6.5.2圖像的光場表征(156)
6.5.3電控光場成像的光學結(jié)構(gòu)配置(159)
6.5.4電控光場成像景深特征(164)
6.6液晶基光場相機(166)
6.7光場圖像的加工處理與渲染(170)
6.8小結(jié)(174)
第7章基于電控光場成像的運動參數(shù)測量(175)
7.1引言(175)
7.2電控光場成像的三維投影模型(175)
7.3虛物點深度估算與深度分辨率(181)
7.4液晶基光場相機的標定特征(183)
7.5運動參數(shù)測量與評估(187)
7.5.1運動參數(shù)計算(187)
7.5.2運動參數(shù)的實驗測量(190)
7.6小結(jié)(191)
第8章液晶基光場與平面一體化成像(192)
8.1引言(192)
8.2雙模一體化成像系統(tǒng)設計(192)
8.3雙模一體化相機(196)
8.4高分辨率三維圖像重建(201)
8.4.1六種度量值計算方法(202)
8.4.2清晰度評價函數(shù)(204)
8.5液晶基光場相機原型(206)
8.5.1近景成像用液晶基光場相機(206)
8.5.2遠景成像用液晶基光場相機(208)
8.6毫秒/亞毫秒數(shù)量級的圖像渲染耗時(214)
8.7物空間的液晶基可尋址加電層析成像(215)
8.8小結(jié)(219)
第9章紅外光場成像的石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(220)
9.1引言(220)
9.2石墨烯電極的轉(zhuǎn)移制備(220)
9.2.1機械剝離法(221)
9.2.2外延生長法(221)
9.2.3化學氣相沉積法(221)
9.2.4氧化還原法(222)
9.3基于石墨烯電極的紅外液晶微透鏡陣列(224)
9.4液晶的單晶石墨烯誘導定向(229)
9.4.1單晶石墨烯誘導的液晶初始定向特征(229)
9.4.2單晶石墨烯的液晶定向特征(235)
9.4.3單晶石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(239)
9.5小結(jié)(252)
第10章液晶基偏振成像探測(253)
10.1引言(253)
10.2偏振成像基本特征(253)
10.2.1光學旋轉(zhuǎn)器(255)
10.2.2相位延遲器(255)
10.3偏振光場成像(259)
10.4偏振光場成像用電控液晶微透鏡陣列(270)
10.4.1基片與電極(271)
10.4.2石墨烯轉(zhuǎn)移(271)
10.4.3涂布光刻膠與曝光(271)
10.4.4蝕刻(271)
10.4.5液晶器件化(271)
10.4.6測試與評估(272)
10.5層疊耦合正交偏振液晶微透鏡(273)
10.6偏振與偏振不敏感光場成像(284)
10.7小結(jié)(288)
第11章基于扭曲向列相液晶的偏振光場成像(289)
11.1引言(289)
11.2扭曲向列相電控液晶微透鏡(290)
11.2.1扭曲向列相液晶微透鏡的典型控光過程(290)
11.2.2扭曲向列相液晶微透鏡的典型工作模式(291)
11.3偏振差分去霧成像(294)
11.4偏振光場與平面成像一體化去霧(297)
11.5小結(jié)(308)
第12章石墨烯基電控液晶微透鏡與偏振光場成像(309)
12.1引言(309)
12.2單晶石墨烯制備與表征(310)
12.2.1單晶Cu(111)晶膜制備(312)
12.2.2單晶石墨烯制備(313)
12.2.3單晶石墨烯表征(313)
12.3液晶石墨烯定向(315)
12.4石墨烯基電控液晶微透鏡陣列(318)
12.5偏振光場成像景深特征(322)
12.6紅外液晶微透鏡(330)
12.7小結(jié)(339)
參考文獻(340)
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液晶基多模控光成像探測 節(jié)選
總序航天航空技術的發(fā)展，是民族智慧、經(jīng)濟實力、綜合國力的重要體現(xiàn)，不僅提高了我國的國際威望，而且提升了全國人民的民族自豪感和自信心，更極大地促進了我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。近些年來，隨著我國的“風云”“北斗”“神舟”“嫦娥”等高分辨率對地觀測重大航天工程不斷取得突破，各種用途的無人飛行器和成像載荷也風起云涌，標志著我國在航天航空等領域取得了長足的進步，已經(jīng)從“跟跑”到“并跑”，甚至在某些領域開始了“領跑”。成像探測和圖像信息處理作為當今人工智能的熱點研究和發(fā)展領域之一，吸引著眾多研究者投身其中。而在航天航空應用領域中，對自動處理需求更強的緊迫性，使得其發(fā)展甚至早于其他應用領域。用于航天航空的精確導航制導包括精確探測、精確控制和配套的地面支持系統(tǒng)。圖像信息處理技術的融入，使導航制導如虎添翼。1978年，華中工學院(現(xiàn)華中科技大學)朱九思院長根據(jù)國家重大需求和新學科發(fā)展前沿趨勢，以極具戰(zhàn)略前瞻的眼光，在國內(nèi)率先建立了圖像識別與人工智能研究所。在隨后的40年里，眾多科研工作者在航天航空各總體單位的重大需求牽引下，聚焦成像精確探測和地面支持系統(tǒng)新技術,持續(xù)開展了相關應用基礎研究工作，取得了豐碩成果。這些成果已廣泛應用于各類重大、重點裝備中，極大地推動了我國在該領域的技術進步。在這些科研工作中，眾多優(yōu)秀人才也得以成長，已成為相關領域的棟梁。本叢書涉及以航天航空導航制導為背景的圖像信息處理，包括算法、實時處理、任務規(guī)劃和新型成像傳感器設計等內(nèi)容。這些具體的研究領域，在航天航空導航制導等方面都面臨著重大的理論問題和工程技術問題，本叢書的作者們通過承擔多項實際研究工作和多年的潛心研究，在理論和實踐上都取得了很大的進展。本叢書作者將自己的研究成果相繼結(jié)集出版，展示自己的學術/技術風采，為本技術領域的發(fā)展留下一些痕跡，以作為相關領域科研人員、研究生和管理人員的參考書，進一步推動航天航空和圖像信息處理領域的融合發(fā)展，用實現(xiàn)“航天航空夢”助力“中國夢”，為國家作出更大的貢獻。張?zhí)煨? 2018年3月28日 序言針對進一步提高復雜背景環(huán)境中的弱小目標、隱身目標、非合作目標及高機動性目標的成像探測、識別和可視化能力，本書開展可見光和紅外多維多模成像探測與液晶基微納控光結(jié)構(gòu)的建模、仿真、設計、工藝、測試與評估研究，為構(gòu)建具有智能化控光效能的光電成像芯片與成像微系統(tǒng)建立理論和方法基礎。通過耦合電控液晶基微納光學結(jié)構(gòu)與光敏陣列，在測量和調(diào)控成像壓縮光場的光學參量（涉及波前、波矢、偏振、能流）和光電成像參量（涉及點擴散函數(shù)、成像孔徑與視場、復眼/光場態(tài)、成像面與景深）基礎上，實現(xiàn)快速控光下的成像光場構(gòu)建、探測能力增強與擴展。在解決諸如光波參量和模態(tài)測調(diào)與成像探測效能間的遞推性制約屬性，液晶基多模控光參數(shù)體系構(gòu)建，圖案電極激勵、調(diào)變陣列化微納空間電場的光波參量和模態(tài)協(xié)同等關鍵問題，以及構(gòu)建小型化液晶焦平面光電成像探測架構(gòu)等的基礎上，達到下述目標：① 獲得液晶基多模控光焦平面光電成像方法和關鍵技術；② 建立基于光波參量芯片級測調(diào)的焦平面光電成像器件與微納控光結(jié)構(gòu)的設計、工藝和參數(shù)體系；③ 為多模控光先進成像探測技術應用提供方法和技術支撐。本書共12章：第1章綜述焦平面成像探測技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；第2章討論電控液晶基微光學結(jié)構(gòu)，包括微透鏡陣列的基本特性；第3章分析液晶基波前成像探測的基本屬性；第4章討論基于波前成像的景深擴展的基本問題；第5章主要討論基于波前成像的物空間深度測量方法；第6章論述液晶基光場成像探測的基本屬性與特征；第7章主要討論基于電控光場成像的運動參數(shù)測量方面的關鍵問題；第8章主要針對液晶基光場與平面一體化成像問題開展基礎性研究；第9章主要討論紅外光場成像的石墨烯基電控液晶微透鏡陣列的基本特性；第10章討論液晶基偏振成像探測的基本屬性與特征；第11章論述基于扭曲向列相液晶的偏振光場成像的基本屬性；第12章主要討論石墨烯基電控液晶微透鏡與偏振光場成像方面的基礎方法。本書涉及的研究工作是在一項國家自然科學基金重點項目（編號：61432007）、一項國家自然科學基金面上項目（編號：61176052）、一項湖北省技術創(chuàng)新專項（重大項目）(編號：2016AAA010）、多項預研基金和航天基金項目等的資助和支持下完成的，在此一并表示衷心感謝。奉獻該書于讀者的目的是推動我國先進成像探測技術及其應用的深入發(fā)展，滿足從事相關學科研究和教學的專業(yè)技術人員、教師和研究生的需要，并可供相關領域的管理人員參考。全書研究脈絡、內(nèi)容與章節(jié)安排由張新宇策劃，第1章和第2章由張新宇撰寫，第3章至第5章由佟慶撰寫，第6章至第9章由雷宇撰寫，第10章至第12章由信釗煒撰寫，全書由張新宇統(tǒng)稿。在此感謝在研究工作開展和本書文稿準備過程中諸多同事和研究生的貢獻，包括對有關問題的討論、仿真與實驗的計劃制訂及實施等。參與的同事有王海衛(wèi)、羅俊和凌福日。參與實驗工作的規(guī)劃與開展，重要數(shù)據(jù)獲取，軟件編寫，文檔報告等材料整理、補充、編輯和打印等的研究生有榮幸、梅再紅、郭攀、劉劍鋒、瞿勇、魏明月、李斌、王猛、陳鑫、宮金輝、劉暢、邵奇、何聞達、史珈碩和陳名策等。感謝相關審稿專家對書稿修改所提出的寶貴、中肯的意見和建議。限于作者的認知水平，書中難免存在疏漏與不足之處，懇請讀者不吝賜教。著者 2019年11月26日
液晶基多模控光成像探測 作者簡介
張新宇（博士/教授/博導），1986年畢業(yè)于“長春光學精密機械學院”紅外技術專業(yè)（工學學士）。同年分配至“中 國兵器工業(yè)第203研究所”從事制導技術研究。1992年考入“華中理工大學”凝聚態(tài)物理專業(yè)攻讀碩士學位，1995年畢業(yè) （理學碩士）。同年9月考入“華中理工大學”物理電子學與光電子學專業(yè)攻讀博士學位，1999年畢業(yè)（工學博士）。 2000-2002年在“華中科技大學”外存儲系統(tǒng)國家專業(yè)實驗室作第一站博后，2002-2003年在荷蘭“Delft University of Technology”作第二站博后。2004年進入“華中科技大學”工作，已指導畢業(yè)博碩士研究生近四十人。目前正負責多項預研課題研究，在研科研經(jīng)費數(shù)百萬元。
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