强光电离氢原子产生花篮状干涉动量谱的数值研究

报道了强激光脉冲电离氢原子诱导的花篮状动量谱（PMDs）的数值模拟研究。采用强场近似理论（SFA）和鞍点近似算法模拟计算了不同激光强度条件下的花篮状动量谱。数值模拟结果表明，花篮状干涉结构电子动量谱源于三种干涉条纹的相互干涉叠加，这三种干涉条纹分别是半圆状阈上电离（ATI）干涉条纹和两种左右对称的周期内干涉（ICI）条纹。后者的干涉条纹随着激光强度的增加而单调变密。依据经典作用相位，深入研究了阈上电离干涉结构和周期内干涉结构的特点，提出了定量描述这两类干涉条纹结构的解析式，所提解析式可以很好地刻画干涉条纹的性质。此外，类比于传统坐标空间的多缝干涉，本文给出了动量空间三缝干涉诱导花篮状动量谱的直观物理图像，该图像有助于理解电子波包干涉的微观机理。     

光导热塑片全息录相用于无损检验的偿试

一、引言 激光全息无损检验是利用全息技术，通过被测物体在两种不同形变状态下干涉图样的变化来反映物件质量的一种检验方法。     

测量气液界面浓度场的双波长实时全息干涉系统

本文报道一种激光双波长实时显微全息干涉系统。该系统的光路设计很好地解决了激光双实时测量中的问题,利用该系统测量了甲醇－ＣＯ２等三元物系气液界面处液相侧的浓度场,得到了清晰的两个实时全息干涉条纹图,清楚地观察到了气液两相界面存在的湍动现象,从而验证了该系统的可靠性。     

实时全息干涉计量中时问序列条纹位相的测量方法

针对实时全息干涉计量的特点，结合相移位相测量技术，提出一种利用物体本身变化产生的位相变化来实现实时全息干涉计量中时间序列条纹位相的测量方法，通过分析得到不同时刻位相变化及整个变化过程中位相累计变化的计算公式。     

采用波面纵向平移全息干涉测量液体折射率

本文提出了一种不论体折射的新方法。利用掺铈铌酸锶钡（ＳＢＮ：Ｃｅ）在低功率Ｈｅ－Ｎｅ激光下良好的全息记录性能实现全息干涉,在物光光路中插入一个装满待测液体的矩形槽,,使再现物光波和直透物光波之间产生一个纵向平移,两列物光波在接收平面迭加干涉形成同心圆环形干涉条纹。通过测量圆环干涉条纹之间的间距求得待测流体的拆射率。采用光折８变晶体作为全息干涉的记录介质,不再埯要任何化学或物理处理过程,避免了传统全     

频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响

对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中提取了载频相位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率啁啾将导致干涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹的对比度整体下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉场边缘的条纹的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。     

全息干涉法研究岩石裂隙扩展破坏规律

将全息干涉计量术应用到岩石裂隙实验测量方面，获得了岩石试样微裂隙起始开裂、扩展变化及破坏全过程的特征干涉条纹图谱。直观、形象地表示出微裂隙的变化。这是常规实验方法难以实现的。     

利用双曝光全息干涉场测物体微小位移

双曝光法是通过两次曝光将标准物光波前和变化后的物光波前,按不同时刻记录在同一张全息图上,形成两个一级干涉场,再现时,两个物光波面形成二级干涉场。通过计算机模拟,并结合实例计算,阐述了二级干涉场与微小位移、光场相位变化及转动角之间的关系。结果表明,用双曝光全息法测刚性漫反射物体时所产生的条纹出现在定域的空间曲线附近,而定域的锐度取决于观测系统的孔径。     

双波长共振全息CT测量燃烧场的理论研究

双波长共振全息干涉图信息提取靠条纹的移动和强度衰减的测量,而信息的准确获得需要建立极好的复折射率模型。本文介绍了经典理论模型,推导了量子理论的复折射率表达式,并由此通过测量条纹的移动和强度衰减程度,获得燃烧场的温度和组分浓度的信息。     

光学双稳装置在体积反射全息图片拍摄中的应用

外界扰动常造成干涉条纹的随机漂移，在拍摄体积反射全息时，如果记录时间较长，那么干涉条纹随机漂移的影响将会变得十分严重，使全息图片质量下降。我们提出用光学双稳装置来作条纹稳定器。建立一个与物光和参考光相近的迈克尔逊干涉光路作调制函数，用压电陶瓷作电光反馈函数。实验结果表明干涉条纹的漂移得到很好的控制，所拍摄全息图片的信噪比得到较大的提高，降低了对拍摄环境的要求，拍摄的成功率也大大提高。     

基于光纤导光的数字全息微形变测量系统

建立基于光纤导光的数字全息干涉微形变测量系统,首先,利用1×2单模光纤耦合器将激光源输出光分为照明光和参考光,实现光路结构简单、紧凑和稳定性好;然后,通过短焦距和长焦距准直透镜分别对照明光和参考光进行准直扩束,使得参物光强度接近1∶1,从而获得高信噪比的数字全息图。利用基于数字全息的双曝光方法对钢板的波长量级微形变进行实验测量。通过全息记录、再现及相位解包裹得到高精度的测量结果。实验结果表明,建立的基于光纤导光的数字全息微形变测量系统具有光路简单、稳定性好等特点,而且测量精度高。     

双曝光数字全息三维变形测试

全息三维变形测试在军事、工业测试中有重要意义,而传统的全息术由于记录、显影、定影、再现、复位等条件使其应用受到限制。文中应用CCD 实现了数字全息,不仅避免了传统全息显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并基于双曝光全息干涉术和四步相移法原理,实现了数字相移,取代了传统的应用压电位移器等机械相移法,实现了物体的三维变形测试。由物体变形的二维等高线图和三维立体图,可判读物体变形的大小、变形的方向和变形的形状。大量的实验表明,该方法不仅简化了全息干涉测试的光学装置,而且具有操作简单,测试精度高,其精度容易达到1 /10 波长。     

基于数字全息技术的材料表面特性测量研究

数字全息应用于对透明材料表面特性测量研究。在本文中,建立了一个测量透明材料表面特性的数字全息图记录系统,可以获得高质量的透明物体的数字全息图。经过对全息图进行后处理和最小二乘法解包裹算法获得透明物体的相位重建图。可以测定材料的表面特性,并对其进行三维可视化显示。利用NanoMap500Ls作为验证试验,验证试验的结果表明数字全息在测量透明材料方面是一个可行的测量工具。     

基于干涉原理和图像处理方法的浓度变化分布测量

利用数字全息干涉技术测量了电极过程中电极/溶液界面处溶液的浓度变化分布。以铁电极在0.5mol/dm3硫酸溶液中恒电位电流振荡的活化过程为例,测量了反应初始时刻1.6s内铁电极界面处的溶液浓度变化情况。由于在全息干涉测量中引入载波条纹,所以能够方便地应用傅里叶分析方法分析计算干涉条纹的动态变化。通过对全息干涉图像序列的分析计算得到了电极反应过程中溶液浓度变化所引起的物光相位变化,并把相位差分布用来描述浓度变化分布。计算结果显示,在反应进行到1.6s时,溶液浓度变化引起的物光峰值相位差为41.2rad,相应的溶液折射率改变量为0.0021。重建图像比较直观地再现了反应过程中溶液的浓度变化、扩散层厚度等信息,从而为动态半定量分析和检测浓度变化提供了一种新的方法。     

数字全息变焦系统测量液晶空间光调制器相位调制特性

针对液晶空间光调制器(LC-SLM)应用于光信息处理等诸多领域的前提是必须准确测量出其相位调制特性曲线,本文利用全息干涉计量原理和数字全息变焦系统,提出了一种测量LC-LSM相位调制特性曲线的新方法,只需拍摄两幅数字全息图就能获得完整的相位调制特性曲线,并能够消除系统误差,从而降低对光学元件和调试精度的要求,且不需要完成衍射计算。介绍了相关的测量原理,给出了具体的实验测量过程、计算方法,实验结果表明,本文方法具有系统简单、可以消除系统误差和快速的优点。     

用液晶空间光调制器生成粗糙度可调散射体

数字全息干涉计量中完成相位解包裹前一般都需 要做去除噪声工作,其中最难去除的是散斑噪声。为了找到 更好的散斑降噪算法往往需要生成不同信噪比的散斑噪声。本文提出了用液晶空间光调制器(LC-SLM)生成散射体 及其散斑场的方法。实验结果表明无论是散斑场强度的概率密度函数还是 其平均对比度,以及散斑 场的相位概率密度函数,实验值与理论值吻合得都很好,说明用LC-SLM生成散射体并观测 其散斑场是可行的,而且 该方法具有可以在一定范围内任意调整散射体粗糙度的优点。     

数字全息中利用图像拼接测量大物体的三维形貌

为扩大数字全息的测量视场,使数字全息可以应用于大物体三维形貌的测量,利用菲涅耳离轴数字全息,让照明光依次照明物体的各个区域并分别记录全息图,利用精密电控旋转台精确控制参考光的入射角以保证每次记录时物参角不变,通过参考光入射角的变化量确定物体不同被照明区域之间的位置关系,对获得的物体去包裹的相位图进行拼接,进而得到整个物体的三维形貌.利用该方法测量了大小为11 cm×19 cm的石膏嘴的三维形貌,图像拼接的绝对拼接误差远小于1.14 mm,高度测量误差约为0.5 mm,实验结果说明这种测量方法能够有效地扩大数字全息测量物体三维形貌的视场并且具有和横向分辨率相当的拼接精度.     

基于红外数字全息的建筑爆破环境应力场检测研究

红外数字全息具有实时性强、可在复杂环境检测等优点;爆破环境的粉尘类气溶胶对可见光有较强的吸收、散射效应,红外波段处于“大气窗口”波长的红外光受气溶胶影响较小,该优势与数字全息相结合,本文提出一种可在高浓度粉尘环境下测量应力场的研究方法。将大小适中的光滑水泥板固定于三维施力架上作为研究对象,采用红外数字全息方法,改变环境粉尘浓度,分别测量光滑水泥板在不同压力作用下的应力场变化,对比全息图、相位差,验证了该方法的可行性,并设置可见光数字全息为对照实验。结果表明,红外数字全息可在高浓度粉尘环境下测量出应力场的施力点、压力相对大小及应力影响区域,实现实时、无损、全场检测,而可见光数字全息在此环境下检测效果不佳甚至无法完成检测,本文所提方法极大拓展了基于数字全息干涉计量应力检测手段的实用性。     

Use of Fresnelets for phase-shifting digital hologram compression.

Fresnelets are wavelet-like base functions specially tailored for digital holography applications. We introduce their use in phase-shifting interferometry (PSI) digital holography for the compression of such holographic data. Two compression methods are investigated. One uses uniform quantization of the Fresnelet coefficients followed by lossless coding, and the other uses set portioning in hierarchical trees (SPIHT) coding. Quantization and lossless coding of the original data is used to compare the performance of the proposed algorithms. The comparison reveals that the Fresnelet transform of phase-shifting holograms in combination with SPIHT or uniform quantization can be used very effectively for the compression of holographic data. The performance of the new compression schemes is demonstrated on real PSI digital holographic data.     

双曝光全息干涉图的自动计算

用Ａｒ＾＋激光器作光源，用硅酸铋晶体作全息记录介质，把三个干涉图法应用到双曝光全息干涉术，从而实现了全息干涉图的自动计算，获得被测物体表面变形的大小，方向和形状的全部信息，为验证该方法，测试了一薄板受应力后的变形。