基于塑料光纤的激光散斑特性研究

为了解决激光成像系统中的散斑问题,利用ULN2003芯片驱动喇叭振动光纤对激光成像系统中的散斑特性进行了研究。采用波长为532nm的激光作为系统光源,通过线阵CCD图像传感采集系统对激光散斑图像进行采集,对塑料光纤在不同振动频率下的激光散斑对比度进行了分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在0Hz~20Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度逐渐减小;当振动频率大于16Hz时,图像的散斑对比度趋于稳定,达到良好的散斑抑制效果,可用于激光显示及激光成像等领域。     

基于光纤振动的激光散斑控制

散斑噪声的存在使得图像灰度剧烈变化,降低了图像分辨率,影响成像质量。为了控制散斑噪声,使用波长为405nm的激光作为显微系统照明光源,利用音圈电机振动光纤,通过对抛光玻璃显微成像,用CCD图像采集卡采集图像后进行了散斑噪声对比度分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在4Hz~55Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度在0.0326~0.1197范围内逐渐变小;当频率大于51Hz时,图像散斑对比度曲线趋于平稳且对比度在0.0326处获得了最小值,图像清晰,达到良好的散斑控制。     

角度多样性激光散斑抑制方法的比较

根据成像原理推导了运动透镜、运动45直角棱镜,以及旋转反射镜所引起的角度变化公式,并对影响角度变化的参数（透镜的焦距、物距及光源的发散角等）和引入角度多样性的这三种方法进行了分析比较。实验结果与理论分析表明,在相同条件下,将45直角棱镜运动20 m和反射镜旋转0.02就能实现两个完全独立散斑图样,而运动透镜需要更大的位移,这为设计运动方案引入角度多样性激光散斑抑制提供参考。     

基于灰度共生矩阵的激光散斑评价方法

为了抑制激光成像中的散斑噪声,采用灰度共生矩阵构建了激光显微散斑分析评价系统。系统采用波长为405nm的激光作为显微系统光源,利用电压驱动音圈电机振动样品对激光散斑噪声大小进行控制,同时采用CCD图像传感器采集不同驱动电压下的激光散斑噪声。通过对散斑噪声的角二阶矩、对比度、熵和逆差距特征参量的分析,较好地表征了激光散斑噪声的变化。结果表明,灰度共生矩阵方法可对激光显微成像中的散斑进行评价。     

一种基于FPGA的激光散斑实时测量目标角振动的新方法

针对数字散斑相关测量技术,提出了一种新的激光测量目标角振动的方法。该方法利用FPGA实现信号处理,构建的测振系统具有较远距离实时测振、系统结构简单、对器件的要求较低等特点。分别介绍了发射模块、接收模块以及信号处理模块。基于此方法构建了一套实验系统,并进行了初步的实验。仿真结果及实验表明激光散斑法实时测量目标角振动是可行的。     

基于激光散斑检测玉米种子活力方法的研究

激光散斑成像技术在医学和生物等领域得到广泛应用,照射对象内部变化可以产生动态变化的散斑图像.利用待测对象内部的散射粒子的动态变化与激光散斑变化的对应关系,结合激光散斑的统计学特性模拟相应算法,通过图像处理技术分辨出待测对象内部的动态变化程度.农作物种子内部粒子的活跃程度体现种子的活力,所以可以通过激光散斑技术的这个特点结合种子自身特性来分辨出作物种子的活力区域与非活力区域.     

基于图像功率谱的激光散斑评价方法

激光散斑在相干光成像、全息术、多模光纤通信、计量等领域具有重要的应用。为了对激光散斑进行评价,提出一种在频域采用散斑图像功率谱谱宽作为激光散斑评价的方法,设计了一种基于光纤振动的功率谱散斑评价实验装置。采用0.5W,532nm激光作为光源,通过电压驱动音圈电机振动光纤对激光散斑进行控制,利用CCD图像采集卡采集图像后,分别采用散斑图像的对比度方法和功率谱方法对不同驱动电压下的散斑图像进行了分析评价。结果表明,功率谱方法具有较高的灵敏度及较宽的评价范围。     

两种激光散斑均化方法研究

Nd∶YAG倍频脉冲激光器作为激光源,波长532 nm,频率1 Hz,光束直径5 mm。分别将低阶模或高阶模激光发散后,通过毛玻璃相位板或散斑相移器对激光散斑进行均化,测量不同大小光斑的均匀性并对比两种散斑均化方法的作用特性。结果表明相位板组与无均化组比较有显著差异(P0.01),相移器组与无均化组比较有统计学差异(P0.05)。毛玻璃相位板均化效果更加明显,但能量衰减更快,证明毛玻璃相位板更适用于对均化要求高但近距离应用的场合,而激光散斑相移器均化更适用于远距离应用场合。     

基于微型光机电系统扫描镜技术的激光散斑抑制方法

激光固有的时间和空间相干性,造成的散斑现象成为实现激光显示技术的瓶颈。针对激光显示的消散斑问题,提出了一种基于微型光机电系统(MOEMS)扫描镜技术的散斑抑制方法,并设计了一种简单的二维扫描镜结构,为开发非运动式、小体积、低功耗、高速低成本电调制的MOEMS,实现对激光散斑的抑制,标准化消相干器件的工艺的开发和规模化生产技术提供了参考。     

基于激光散斑的应力传感系统

激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点,可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量,已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源,利用音圈电机振动多模光纤,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像,通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理,计算散斑对比度,拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明:散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化,通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者,实现了防盗功能。     

基于激光散斑和Henon映射的图像加密方法

为了提高图像在信息交换中的安全性与可靠性,提出一种将激光散斑和Henon映射混合应用于图像加密的新方法。激光散斑图像灰度分布具有随机性,采用SCAN 语言将其扫描为不同的随机序列,该序列与Henon映射生成的序列求和形成新序列,新序列与待加密的原始图像按位异或实现加密。结果表明:该方法具有较好的加密效果,较强的密钥敏感性,较弱的相邻像素相关性,可抵御统计分析攻击。     

Research on dynamic measurement method of speckle in laser display

Laser display technology is the most promising display technology in the market and is widely used in many fields. However, laser speckle has been troubling the application and expansion of this technology in some fields. In order to better evaluate the speckle, speckle measurement methods must be studied. In this study, a dynamic measurement method for laser speckles is proposed according to the optical superposition characteristics of speckle, which can reduce the influence of non-coherent factors on the speckle measurement results. The feasibility of the dynamic speckle measurement method is verified by designing an experimental scheme.     

线激光散斑检测弹幕武器炮口振动测量方法

为了解决在弹幕武器射击时的恶劣环境下,频域分布复杂的炮口振动信号测试难题,采用线激光散斑场光电检测方法,研究了振动信号与输出电流数学关系,分析了基于雪崩光电二极管的光电检测电路噪声与幅频特性,提出了一种基于身管表面线激光散斑效应的炮口振动测量的方法,并进行了25m远处的振幅在微米级、频率为50Hz~16kHz振动信号的检测实验。结果表明,线激光散斑检测炮口振动振幅在微米量级。该测量方法具有频率响应范围宽、测量距离远、灵敏度高等优点,实现了远距离、宽频域振动信号的检测。     

基于相关视角多视校正的太赫兹阵列雷达散斑抑制方法

在针对人体安检的站开式太赫兹阵列雷达三维成像中,散斑效应严重影响了对体表隐藏违禁品的检测和识别性能,为此,对全息散斑进行有效抑制有着迫切的需要。利用目标旋转带来的角度自由度,结合目标散射对角度的敏感性,提出了一种基于相关视角多视校正的太赫兹全息雷达散斑抑制方法。在理论上推导了全息雷达散斑强度在相关角度照射下的归一化协方差表达式,给出了相关视角多视处理后的散斑对比度。在实验上利用340 GHz站开式MIMO阵列成像系统的快速成像的优势,对低速旋转目标在相关视角下的单视成像结果进行成像空间旋转校正、目标配准和多视处理。处理后散斑对比度降低至单视散斑的44％,散斑得到了有效抑制,目标轮廓明显,细节更加丰富。该方法能够在不增加系统复杂度的条件下有效抑制散斑噪声,实现图像增强。     

基于激光散斑数字图像相关法的热应变测量

为了解决常规数字图像相关法应用于高温工况下热应变测量时,人工制作的散斑受高热载荷冲击容易出现变色、熔化、脱落的问题,采用激光散斑作为数字图像相关法特征纹理的方法,计算温度变化前后散斑图像相关性来测量金属热应变,进行了非真空环境下加热试件的实验,以及在管式加热炉中分别对铝试件和钨试件进行人工散斑和激光散斑的真空加热实验对比,取得了相应的散斑图像,并计算出平均应变曲线数据。结果表明,在非真空环境下,由于热流扰动导致激光散斑图像抖动较大,测量出的热应变曲线存在较大的干扰噪声;铝从室温升至450℃和钨从室温升至800℃的热应变与人工散斑结果相对一致;激光散斑数字图像相关法在类似聚变堆偏滤器高真空、高热流条件下,可以有效地测出金属壁面的动态热应变。该研究为聚变堆偏滤器第一壁材料的损伤诊断提供了新思路。     

基于散斑图像的远程振动频率提取方法研究

为了得到远程物体的微米级振动的频率信息,采用基于散斑图像的远程振动频率提取方法,以波长为532nm连续激光器作为光源照射50m远处被测物体表面,通过高速摄像机记录物体表面反射空间内的散斑图样提取物体的微振动频率。采用激光散斑图像的数据处理方法,进行了研究分析和实验验证,利用长焦镜头对远程散斑图像进行适当散焦处理,然后提取视频散斑图像间互相关系数峰值点与原点之间的矢量大小来获取散斑的变化信息,同时对一定宽频率范围内的振动频率进行提取。结果表明,用该方法得到的激光散斑远程微振动频率的提取准确度达99.22%。该数据结果为激光散斑应用于远程频率振动检测提供了一定的论证依据。