研究目的
利用准相位匹配实现和频转换过程的红外上转换图像边缘增强及螺旋相位滤波器。
研究成果
通过傅里叶域中的和频生成（SFG）实现红外图像边缘增强及向可见光谱区的频率上转换，已在实验和理论上得到验证。此类全光上转换成像技术可为生物成像与超高灵敏度中红外成像提供重要参考。
研究不足
输入信号图像的不均匀性导致上转换图像底部出现部分缺失。表面等离子体激元的位置偏移引起傅里叶平面上光斑的微小形变。泵浦光束与信号图像在频域中的耦合偏差是模拟与实验结果之间边缘强度差异的主要原因。
1：实验设计与方法选择：
实验采用1559.5纳米高斯光束照射透射掩模产生红外图像，并以1064纳米涡旋光束泵浦，在632.5纳米波长生成上转换边缘增强图像。推导了该过程的理论模型。
2：5纳米高斯光束照射透射掩模产生红外图像，并以1064纳米涡旋光束泵浦，在5纳米波长生成上转换边缘增强图像。推导了该过程的理论模型。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：输入对象为红外高斯光束照射的字母"U"滤光片，泵浦激光器为主动调Q二极管泵浦Nd:YAG微激光器。
3：实验设备与材料清单：
包括光学隔离器、半波片、螺旋相位板(SPP)、窄线宽单频DFB连续光纤激光器、透镜、二向色镜、掺氧化镁周期性极化铌酸锂(MgO:PPLN)晶体、温控炉、可见光透射光栅及CCD相机。
4：实验流程与操作步骤：
搭建4f成像系统，通过二向色镜聚焦并合束涡旋光束与物光束。非线性晶体置于透镜焦点处，傅里叶平面位于晶体中部，上转换图像由CCD相机采集。
5：数据分析方法：
通过信号图像的傅里叶变换，逐像素乘以相应滤波函数后进行二次傅里叶变换，实现边缘增强的理论模拟。
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