彩色数字全息检测的实时无颜色串扰采集技术研究

提出一种基于Foveon CCD的实时无颜色串扰的彩色数字全息干涉计量方法。针对当前实时彩色数字全息图中存在颜色串扰的问题,分析了Foveon CCD的工作原理与控制模式,对变换颜色矩阵消除颜色串扰方法作了相应的分析,提出通过改变CCD的颜色变换矩阵的方法,可以有效降低了颜色串扰对彩色数字全息的影响。实验结果及实验数据表明,一定条件下,通过该方法能实现实时无颜色串扰彩色数字全息图采集,对彩色数字全息实时检测有一定的应用价值。     

改进的离散FIP轮廓术的讨论

FIP测量中，计算机处理的是离散信息，但我们以前讨论的基于离散傅里叶变换的FIP分析方法中，将离散过程理想化为梳状函数的点抽样，未考虑CCD像元的尺寸对FIP的测量精度的影响。但实际上，CCD的像元是具有一定的尺寸，本文从空城卷积的角度讨论CCD像元的尺寸对FIP测量的影响，给出了理论分析和实验验证，使FIP中对抽样过程的讨论更符合实际测量。     

无透镜傅里叶变换数字全息术的特点分析和讨论

利用传统全息的理论 ,分析了无透镜傅里叶变换数字全息记录和再现的方法及其相应的物像关系、记录系统结构参数对再现像分辨率的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验结果都表明 :无透镜傅里叶变换全息术 ,不仅降低了数字全息对记录采样的要求 ,而且使再现像分辨率得到较大的提高。同时 ,在保证再现像分离的前提下 ,通过增大记录系统的数值孔径 (缩短记录物体到CCD和参考点源的距离 ) ,可以实现数字全息再现像分辨率的提高     

基于傅立叶变换的单步相移三维物体面形测量的新方法

本文将基于傅立叶变换的单步相移技术用于物体的三维面形测量,其中相移采用改变全息投影条纹再现参考光的角度来实现：相位解调采用Gauss算法对变形条纹进行平滑和截断连接处理,研究结果表明：该测量系统的测量精度高（达到0．01mm),测量系统装置简单,测量速度大大提高。     

显微数字全息重构透明物体相位

测量透明物体的相位是重构透明物体（如生物组织）三维形貌的基础，文章用显微镜物镜、压电陶瓷和CCD建立了一套测量微小透明物体相位的显微数字全息光路，对平面光场通过透明物体后相位被调制，经显微物镜后在像面上用CCD记录全息图时的光场分布，以及数字全息重构相位的过程与计算公式进行了推导，给出了相关的计算，同时讨论了全息图记录条件。     

基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测

分数阶Fourier变换作为最新提出的一种分析工具,其变换域同时具有信号的时域信息和频域信息,其实质是Fourier变换的一种广义形式,较适合处理非平稳信号。文中提出一种基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号参数估计与分离方法。通过在分数阶Fourier域搜索峰值点来对多分量LFM信号进行检测和参数估计,同时结合逐次消去思想来分离多个未知参数的LFM信号,抑制了强信号分量对弱信号分量的遮蔽干扰。     

提高引伸计测量精度的小波去噪方法研究

介绍了利用线阵CCD引伸计测量形变量的原理和系统结构。利用小波变换对CCD输出信号进行处理，实现了滤除高频噪声、平滑输出曲线的效果。采用最小二乘法做曲线拟合，突破CCD光敏元尺寸限制，使位移精度达到CCD光敏尺寸的1／10。实验测量表明，材料形变测量精度达到1μm。     

预放大相移无透镜傅里叶变换显微数字全息术的研究

利用菲涅耳衍射和全息理论 ,对预放大相移无透镜傅里叶变换显微数字全息术的记录和再现进行详细的理论分析和实验研究。其结果表明 :相移技术可以有效地解决数字全息再现像分离问题 ;预放大方法用透镜可以方便进行显微物体的放大 ;无透镜傅里叶变换全息术不仅可以降低数字全息采样条件的要求 ,而且在相同条件下可以记录物体更多的高频信息 ,上述三种技术的结合将是在目前CCD性能限制的条件下 ,提高显微数字全息再现像分辨率的有效途径。同时 ,也为高质量显微数字全息再现像的获得提供重要参考     

实时全息干涉位移测量的自动化

实时全息干涉法可以观察记录整个测试过程中条纹图的动态变化,在传统的位移测量应用中只能通过条纹的变化给出定性分析结果。简述了实时全息干涉法进行微小位移测量的原理,根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点,提出了利用希尔伯特变换法进行实时全息干涉位移测量的定量分析方法。实验表明：利用希尔伯特变换法可以自动提取实时全息干涉测量过程中全场各点在任意两个时刻间的相位变化傅,从面塞零位移测量鲍自动化、定量化。     

CCD抽样过程对傅里叶变换轮廓术测量的影响

针对傅里叶变换轮廓术（FTP）测量中的离散过程理论分析存在的不足,讨论了以前被忽略的CCD的取样过程以及CCD像元尺寸对FTP测量的影响,建立了完整的CCD抽样的数学模型,分析了CCD像元的光敏单元尺寸大小对FTP测量的影响,讨论了CCD取样所引起的信号失真和频谱混叠问题,给出了相关的表达式和判断准则,使得基于离散傅里叶变换的FTP分析方法更贴近实际测量。     

探测波导全息光栅傅里叶变换光谱的新方法

提出一种利用波导全息光栅分光元件 ,通过测量波导光栅附近区干涉条纹 ,经快速傅里叶变换达到测量光谱的新方法。讨论了波长测量范围和光谱分辨率。给出了在设计波导光栅、确定探测器时应该考虑的几个问题。对系统测量误差进行了分析。该光谱探测方法具有光谱分辨率高、波长范围宽和结构简单等优点。     

光纤光栅傅里叶变换光谱分析的研究

阐述了光纤光栅用作分光元件时 ,通过测量光纤光栅附近区干涉条纹 ,经快速傅里叶变换达到测量光谱的原理。讨论了波长测量范围和光谱分辨率。给出了在设计光纤光栅和确定探测器参数时应该考虑的几个问题。该光谱分析方法具有光谱分辨率高、结构简单、造价低等优点。     

用条纹时问平均法分析薄膜振动模式

提出一种对薄膜的振动模式进行定性分析和识别的方法一结构光条纹时间平均法.该方法采用结构光三维传感技术,用低帧频商用CCD相机记录由光栅投影到振动薄膜而上、因薄膜振动导致条纹局邴模糊的一系列变形正弦条纹,经过傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换、取模等处理得到被测薄膜的振动模式分布.本文给出了该方法的理论分析,推导了相应的计算公式.计算机模拟和实验验证了该方法的可行性:能够对在不同激励频率下薄膜的振动模式进行定性分析和识别.在实验中,如果连续改变振动物体的振动激励频率,可以清楚地观察到物体振动模式的变换过程.实验证明,本文方法具有数据获取速度快,全场测量,实验装置简单等优点.     

基于隔行扫描奇偶场图像的动态物体三维面形测量

存基于傅里叶变换轮廓术(FTP)的动态物体三维面形测量中,选用隔行扫描CCD相机记录动态图像,由于其一帧中两场图像时间上的分离性,导致帧图像错位模糊,使测量误差增大甚至产生错误.针对这一问题,提出利用隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,各自直接利用FTP重建物体面形的新方法.理论分析得出单场图像与准确的满帧图像重建物体三维面形是完全相同的结论;仿真及实验结果都表明该方法的有效性.该方法既保持了原有准确帧图像的重建精度,又使整个测量系统的时间分辨率提高了1倍;实现简单快捷.     

基于傅里叶变换去隔行图像的动态3维面形测量

为了解决动态面形测量中隔行扫描CCD相机记录动态物体表面变形条纹图像存在缺陷的问题,提出了傅里叶变换去隔行算法,即把隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,分别对每一单场图像进行傅里叶变换去隔行处理,再利用条纹分析法重建对应时刻的3维面形。理论分析得出单场傅里叶变换去隔行图像与对应的准确满帧图像相同的结论。结果表明,该方法可以很好地恢复条纹和重建物体,且简单实用,可用于基于空间相位检测、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等条纹分析方法的动态物体3维测量中。     

改善数字全息显微术分辨率的几种方法

从理论和实验上研究了数字全息显微术的分辨率问题。通过分析几种不同数字全息记录光路对记录介质空间分辨率的要求表明,无透镜傅里叶变换全息光路对CCD的空间分辨率要求最低,最能充分利用CCD的带宽;再现像面的空间分辨率在不同方向上的不一致,会导致再现像在空间分辨率高的方向上相对展宽,而在空间分辨率低的方向上相对压缩;再现像的横向分辨率主要由CCD所能记录的物体的最高空间频率决定,它随CCD的尺寸和空间分辨率的提高及记录距离D的减小而提高。给出了消除再现像畸变的方法及实验结果,并提出了3种改善横向分辨率的方法。     

LD直接侧面泵浦棒状介质的光场研究

采用光线追迹的方法,建立了一套二极管直接侧面泵浦固体激光器的泵浦光场分布的数值模型,运用计算机进行模拟计算,分析系统结构参数对泵浦均匀性的影响,可为二极管泵浦固体激光器结构设计提供理论指导。实验测试了3种不同的侧面泵浦方式下激光介质的荧光分布图,所得结果与模拟计算结果基本相符,证实该数值模型得到的理论分析对二极管直接侧面泵浦固体激光器的结构设计和实验研究具有一定的指导意义。     

咀嚼过程人脸颊外形动态变化的光学三维测量

通过CCD摄像机快速获取由罗奇(Rochi)光栅投影到处于动态变化过程中人脸表面上的一系列变形条纹,经过傅立叶变换、频谱滤波、逆傅立叶变换及相位展开等处理后得到重建的一系列脸部颊面面形,再现处于咀嚼过程中的人脸颊部动态变化过程。