利用分数阶变换域相位滤波制备中空光束

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11104049
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    刘正君
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    A2201.光的传播、探测与成像
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

新型光束的制备、性质和传输等方面的研究已成为光学领域中的一个热点，这些光束在光学信息处理、光通信和非线性光学等领域中具有重要应用。本项目把中空光束的制备作为研究目标，基于两种光学分数阶变换(分数傅里叶变换和gyrator 变换)的空域和频域相位滤波操作设计制备中空光束的系统。引入相位恢复算法获取相位掩模板的相位分布，另外拟通过设计含待定系数的特殊相位函数寻找相位分布函数。为了得到较精确的输出光束，将寻找和设计相位恢复算法以满足本课题中相位掩模板设计精度要求。整个相位滤波系统被安置在激光器的输出端，从而实现激光器输出光束形式到中空光束的转变。基于相位滤波的制备方法特点是可以保持输入光束和输出光束之间的能量守恒关系，输出光束可变化且严格为中空光束。

结项摘要

在本基金的资助下，我们的研究收获颇丰。基于分数阶变换我们提出了两种光束制备方法，并探索了并行相位恢复算法及其在图像编码中的应用等相关科学问题。目前为止，我们发表了与本课题相关的23篇SCI文章，2篇会议论文。申请人于2012年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2014年入选哈工大基础研究杰出人才培育计划。编著《MATLAB科学计算》一书。已完成的主要研究工作概况如下：.(1) 在中空高斯光束的基础上，定义了一种中空双曲高斯光束。利用菲涅尔衍射积分研究了这种光束在自由空间中的传输情况。论证了一类旋转的贝塞尔光束可以通过一个螺旋轴椎体透镜和全息板产生。该类贝塞尔光束的拓扑核由输入的拉盖尔-高斯光束以及螺旋轴椎体透镜的拓扑核共同决定。利用虚点源方法分析了旋转对称洛仑兹-高斯光束的制备过程。以洛仑兹-高斯光束为基础进行分析而得到了旋转对称洛仑兹-高斯光束(包括积分和微分形式)的严格表达式及傍轴传输情况。.(2) 结合分数阶变换的特点设计了一种并行迭代振幅-相位恢复算法。在这个方法中利用gyrator变换，对某一场景进行多次测量，利用CCD记录不同分数阶变换结果的振幅。建立了两个非平行平面的衍射模型，基于菲涅尔衍射模型得到了如下的变换(衍射)关系。利用该衍射模型，在一个球面或者柱面分布情况下实现了基于方向复用技术的多个图像的编码应用。.(3) 利用一种振幅-相位混合恢复的杨-顾算法，提出一种非对称密码系统。基于分数傅里叶变换域Gerchberg-Saxton相位恢复算法，提出了一种彩色图像编码方法。针对一般的相位滤波模型，而分数傅里叶变换或者gyrator变换可以视为特殊情况下的结果(即相位滤波器取为透镜或者薄柱透镜组)，利用3通道级联光学系统实现了彩色图像的纯相位编码。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（1）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Optical color image hiding scheme based on chaotic mapping and Hartley transform
基于混沌映射和Hartley变换的光学彩色图像隐藏方案
  • DOI：
    10.1016/j.optlaseng.2013.02.015
  • 发表时间：
    2013-08
  • 期刊：
    OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu, Zhengjun;Zhang, Yu;Liu, Wei;Meng, Fanyi;Wu, Qun;Liu, Shutian
  • 通讯作者：
    Liu, Shutian
Double image encryption scheme by using random phase encoding and pixel exchanging in gyrator transform domains
利用随机相位编码和回转变换域像素交换的双重图像加密方案
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Optics and Laser Technology
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Zhengjun Liu;Yu Zhang;She Li;Wei Liu;Wanyu Liu;Yanhua Wang;Shutian Liu
  • 通讯作者：
    Shutian Liu
Dual-image encryption by using an affine transform and fractional Fourier transform
使用仿射变换和分数傅立叶变换的双图像加密
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Asian Journal of Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhengjun Liu;Qun Wu;Shutian Liu
  • 通讯作者：
    Shutian Liu
Hyperspectral and high-resolution image fusion based on second generation Bandelet transform
基于第二代Bandelet变换的高光谱高分辨率图像融合
  • DOI：
    10.1117/1.oe.52.6.067001
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Optical Engineering
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Xiaoping Du;Hang Chen;Zhengjun Liu;Xiaojie Dou;Lurui Xia;Xiangzhen Cheng;Congmiao Shan
  • 通讯作者：
    Congmiao Shan
span style=font-family:; times= new= roman;font-size:12pt;=Iterative phase-amplitude retrieval with multiple intensity images at output plane of gyrator transforms/span
在回转器变换的输出平面上使用多个强度图像进行迭代相位幅度检索
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Journal of Optics
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Zhengjun Liu;Cheng Guo;Jiubin Tan;Qun Wu;Liqiang Pan;Shutian Liu
  • 通讯作者：
    Shutian Liu

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    WANG Ya-nan
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    刘正君
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    2019
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘正君

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基于频域稀疏采样的快速高通量傅里叶叠层扫描显微成像技术研究
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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