θ調制空間偽彩色編碼

(青島大學 應用物理實驗教學中心)

θ調制空間偽彩色編碼

(青島大學 應用物理實驗教學中心)

1 主要內容

θ調制是阿貝成像原理的應用：對圖像中不同待編色部分賦予不同取向的光柵，制成光柵片. 用白光照射該光柵片，在頻譜面上得到多列方向不同但0級重合的彩色頻譜. 如果在頻譜面上放置空間濾波器，讓不同方向的衍射斑分別透過不同的顏色，就能在像面上得到彩色像. 這是利用不同方向的光柵對圖像頻譜進行調制，因此稱為θ調制法. 又因為它將圖像的不同部位“編”上了不同的顏色，故又稱空間偽彩色編碼.

1.1 利用馬赫-曾德爾干涉光路制作θ調制片

1)根據實驗室現有設備的參量，設計和制作偽彩色編碼圖片，例如：帆船、蘋果等雙色圖案，在硬紙板畫好圖案，并且將其分成2部分,分別刻成窗口.

2)搭建馬赫-曾德爾光路，要求參考光和物光的光程和光強基本相等，光柵為100 mm-1.

3)將硬紙板與全息干板緊緊地貼在一起，利用等時曝光和不同方位光柵記錄各個窗口的圖案.

4)將曝光后的全息底片進行顯影、定影、漂白和烘干處理，制成了由2個不同方位光柵組成的光柵片.

1.2θ調制假彩色編碼

1)利用溴鎢燈作為再現復色光源，搭建4f光路，光柵片(圖形倒置)作為物，頻譜面放置硬紙板，接收2排0級重合的具有一定夾角θ的衍射光斑.

2)判斷圖案各部分的光柵取向及其對應的頻

譜，按照圖片編色要求在頻譜面進行處理，對不同部分編以不同顏色，像面上出現假彩色圖案.

2 創新點

該實驗屬于綜合設計性實驗，要求學生綜合信息光學理論知識，設計并完成實驗要求. 由學生根據實驗室現有的設備參量，設計編碼圖像；根據光柵常量要求設計馬赫-曾德爾光路和4f光路的實驗參量，同時考慮頻譜面同級衍射斑的色散能力和同色多級衍射斑的合頻能力；判定圖案各部分頻譜并且編以不同顏色，像面上出現假彩色圖案.

3 主要成效

該實驗是對信息光學重要知識點和實驗手段的綜合應用，包括傅里葉變換、頻譜分析和濾波以及光路設計等，有利于學生理解和運用所學知識，提高了學生對信息光學理論和實驗知識的掌握程度，為學生的創新實驗和畢業論文(設計)奠定了理論和實驗基礎，也加強了學生之間的協作能力和互助精神. 對于接下來要報考碩士研究生的學生，是一次較好的實驗研究經歷. 很多考研學生在面試時，專業實驗也是重要的考察方面，有些學校還會考核學生的實際操作能力. 學生經過專業實驗的培訓，可以較好地通過面試中該環節的考核.

(執筆：劉眉潔)

[責任編輯：任德香]

(待續)