金相显微镜上实现三维微观形貌恢复

金相显微镜是一种经典的测量分析仪器,已经实现了金相显微镜图像的数字化采集,并恢复了三维微观形貌。首先,对金相显微镜的载物台加装电机,利用电机带动载物台进行精密移动,在载物台移动过程中,对被测物体等步距拍摄序列图像。然后,根据聚焦形貌恢复的原理,采用修正的拉普拉斯算子进行聚焦程度判断,利用高斯插值方法获取聚焦程度最大值以及此时被测表面的高度信息,恢复三维形貌。最后,利用金相显微镜对粗糙度样块进行测量,获得了相符的测量结果。该方法对于扩展金相显微镜的测量范围具有积极意义。     

基于数字全息图记录方法的实验研究

本文从数字全息记录及再现的基本原理出发,设计出了记录硬币,以及立体人像全息图的方法.相比较而言,硬币属于平面物体,能很好的控制其反射的光线,也使得记录其全息图变得相对简单.而诸如人像等三维物体不同于硬币,光照到后会发生散射现象,故反射光线的方向很难控制,且物光很微弱,所以要想记录其全息图是较困难的.经过不断的探索,本文设计出了可以较好的记录人头等三维物体的光路图,并通过数字再现得到了比较满意的效果.最后,提出了一种消除零级衍射的方法,可使图像更加清晰.     

外差干涉测量系统调焦的定心方法的研究

对光学系统进行调焦和确定旋转工作台的中心(本文称为定心)对许多测量系统来说是一个共性问题。本文结合一外差干涉测量系统,提出了一种简单易行的调焦和定心的方法,并对调焦和定心达到的精度进行了分析。     

一种基于视觉的手指与全息影像交互研究

利用全息技术进行真三维显示是显示技术研究领域中的一个亮点。为了探讨人与三维全息影像的交互问题,提出了基于视觉的手指与全息影像的交互方法。结合背景差分和色度差分检测图像中的人手区域,然后分析手部轮廓曲率定位指尖位置,并通过指尖位置引导人头三维全息实影像的显示,实现了人与全息实影像的动态交互。最后,通过对比指尖坐标的程序检测值与人工标定值,验证了指尖定位的准确性;通过分析指尖位置与人头影像的对应关系,验证了交互的正确性。     

数字全息光电再现实像与人的交互

为了提高交互的自然性,提出用正交双目摄像机检测空间中的手指作为输入,引导全息影像显示的交互方法.在介绍交互原理的基础之上,分析了手指运动和像的变化,建立了两者的映射关系.在交互的实现上,通过计算全息预先得到场景的数字全息图序列,然后根据检测到的手指信息加载相应的全息图进行光电再现,即可达到数字全息光电再现实像的动态交互显示的效果.最后,孔雀全息再现像与人的交互实例验证了提出方法的有效性和可靠性.     

加权多步波长移相算法研究

波长移相干涉技术通过改变光源的波长实现移相,可以克服硬件移相引入的误差,同时原理上可以实现多组干涉信号的分离。主要应用于大尺寸干涉仪及需要分离多表面干涉信号的系统中。加权多步波长移相算法是其主要的算法,中心思想是通过时域加入合适的窗函数,抑制寄生信号,提出包含轮廓或厚度信息的有用信号。文中介绍其设计思想,进行算法设计,并对一光学件进行了测试和比对。     

基于白光扫描轮廓仪的算法研究

依据白光扫描轮廓仪是根据白光的干涉特性求解被测物的表面相对高度.主要研究了基于白光扫描轮廓仪的几个常用算法.包括条纹调制度法,移相法,空间频域法等.讨论了各种算法的优缺点.为研究白光扫描轮廓仪和新算法的提出提供了基础.     

基于全息图放大的数字全息显微结构测量

针对典型预放大数字显微全息光路中存在的二次位相误差,本文设计了基于全息图放大的数字全息显微光路。此设计中,光束首先照射透明显微物体,然后与平行参考光干涉,形成全息图,最后经显微镜获得放大的全息图。这种光路从系统上直接消除了主要由球面波引起的位相畸变,有利于数字处理及实时化。作者以位相光栅(30 lines/mm,槽深约0.3 µm)作为实验样本,对此光路进行了分析研究,并分别用菲涅耳近似法和卷积法再现单幅全息图,同时获取了物体的强度信息和三维位相信息,位相深度的计算结果为0.27 µm。结果表明本文设计的光路对二次位相产生的离焦误差有明显的抑制作用。     

柱面面形干涉测量

介绍了一种柱面面形干涉测量方法。该方法选用计算全息片作为柱面波转换器,能够将平面干涉仪出射的平面波转换成理想柱面波前,依此为基础,建立了柱面干涉测量系统,能够实现柱面的干涉测量。为了获得柱面的真实面形误差,分析了调整误差引起的失调像差,并给出了失调像差的分离方法。最后,以玻璃圆柱体为被测样本,对单孔径面形的重复性进行验证,20次测量结果峰谷值（PV）标准差为20.2 nm,为PV平均值的0.55％。     

平面子孔径拼接的面旋转误差

在按某一基准面进行拼接的过程中,存在着只与测量误差相关而与子孔径面形无关的误差,将其命名为面旋转误差.本文对比分析了顺序拼接和误差均化拼接中存在的面旋转误差的情况,讨论了面旋转误差对拼接的影响.给出了对抑制面旋转误差的基本想法,并论述了其可行性.