基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。     

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理, 研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法, 使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图, 减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失, 实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程, 控制剪切散斑干涉图的精确定向平移, 得到了4个干涉图, 实现了数字四步相移, 代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移, 从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程, 也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明, 该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程, 也提高了测试精度, 其精度可达到1/10波长。     

双波长激光全息干涉测试技术研究进展

对双波激光全息干涉技术及其在测试中的应用进行了评述。     

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。     

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。     

基于激光散斑照相术的三维变形测试

基于散斑照相术的基本原理,利用电荷耦合器(CCD)记录,电寻址液晶(EALCD)再现,从而对物体三维变形进行了相位的测试。用数字技术实时显示干涉条纹,取代了传统散斑照相术中的记录干板,省去了传统方法中干板显影、定影等化学处理过程;利用数字图像处理技术实现了四步相移法,并通过相位展开实现了三维变形相位测试,省略了压电位移器、位移控制器等器件,简化了测试系统,缩短了测试时间,测试精度容易达到λ/10。实验研究表明,该研究方法简单、高效,能快速获得具有高对比度的散斑条纹。     

激光双曝光全息干涉技术在测取柴油机压缩温度场中的应用

缸内压缩温度对柴油机的着火与燃烧有着重要影响,本文介绍用双曝光全息干涉法测取柴油机压缩温度场的基本原理及实验过程,在实际发动机中测取了压缩过程中缸内的温度分布及变化历程,为柴油机压缩过程缸内温度分布的定量测量提供了一种新的方法。     

基于圆偏振光干涉的相移数字全息术理论与实验研究

提出一种基于圆偏振光干涉的相移数字全息术,该技术利用1/4波片产生左旋圆偏振的参考光和右旋圆偏振的物光,通过精确旋转放置在CCD前的偏振片,依次改变物光与参考光间的相位差,获得四幅相移数字全息图。数值模拟分析和光学实验结果表明该技术能够有效地去除数字全息图再现像中的零级和共轭像,再现图像质量好。     

激光双曝光全息干涉技术在测取射流密度场中的应用

准确预测射流流场密度对引信电机的研制有着重要的作用。本文介绍一种采用双曝光全息干涉法测取射流流场密度的基本原理及实验过程。给出了射流空场和射流绕模型情况下不同速度的密度场分布及变化规律,为射流流场密度分布的定量测量提供了一种新的方法。     

激光全息干涉法测量液相扩散系数

在传递现象的研究中 ,全息干涉技术已被公认为一种最直观有效的方法。由于其具有精度及灵敏度高 ,信息量大 ,无干扰 ,可进行瞬态测量和整场观察等优点 ,已被广泛应用于流场中诸如速度 ,温度 ,浓度和密度等许多物性参数的定性或定量测量。液相分子扩散系数是描述质量传递的最重要的物性参数之一 ,由于缺乏精确的理论预测方法 ,迫切需要开发一种精密测试技术以满足实际应用和理论验证的需要。为此 ,激光全息方法受到了广泛重视。本文介绍了激光全息干涉技术及其在液相扩散系数测定中的应用进展 ,并进行了评述。     

数字成像时间平均全息振动分析

提出用时间平均数字全息与数字成像相结合的技术测量物体的振幅场,在时间平均数字全息光路中引入成像透镜,使时间平均数字全息技术适用于大尺寸物体的振动分析。阐述了该技术的基本理论,设计了测量光路,并用圆形压电陶瓷片作了实验验证。实验结果表明,在相同条件下,使用数字成像时间平均全息技术记录和再现的数字全息干涉图与使用传统的时间平均全息干涉计量技术记录和再现的全息干涉图相吻合,比较两者的振幅计算结果误差很小。     

一种校正全息干涉计量中非线性相移的新方法

相移技术对实现全息干涉计量中条纹的自动分析有非常重要的作用.在理论分析的基础上,提出用非线性方差法替代傅里叶峰值探测法,即用最小方差替代寻找最小值匹配函数的方法来校正全息干涉计量中PZT装置的非线性相移.实验研究结果表明,采用上述非线性方法校正相移比线性方法校正相移的误差大大降低.     

基于数字全息相位差放大的弱相位检测方法

相位差放大技术(PDA)是干涉测量领域里一种提高相位分辨率和测量精度的手段。将数字全息与相位差放大技术相结合,提出了一种利用傅里叶变换原理实现数字相位差放大(DPDA)的方法,并应用于弱相位检测。与传统的光学相位差放大方法相比,数字法相位差放大对实验装置要求较低,并且具有易于抑制噪声、载波因子可调等优点。数值模拟和实验分析的结果也表明,该方法可以实现100倍以上的低噪声相位差放大,使干涉仪分辨弱相位细节的能力有显著提高。     

基于全息二次曝光的物体形变测量

针对全息测量物体形变的缺点,采用全息二次曝光法。首先采用二次曝光法对光波初始物面与变化比较,通过干涉条纹的分布情况得到物体变化;然后用Rayleigh-Sommerfeld衍射对全息图卷积;接着为了得到高质量地反映相对变形场分布的干涉场,对移动相移进行修正,消除刚体位移和倾斜影响;最后用非线性扩散偏微分方程法抑制噪声,通过建立一个关于时间与空间变量的模型,其解作为恢复测量数据。实验仿真了全息二次曝光系统,实现不连续的相位变为连续相位,测量不同驱动电压的梁移动典型变形情况及单列曲线,得到了较满意的结果,与普通检测方法相比,该方法具有结果直接可靠、不损伤物体等诸多优点。     

数字全息技术及散斑干涉技术在形变测量领域的发展及应用

对近年来数字全息及散斑干涉技术在形变与位移测量方面的主要技术发展及应用发展进行综述。由于数字全息测量具有准确性高、无损、全场和动态测量等优点,成为形变和位移测量的重要技术之一。最近几年,数字全息技术在形变测量领域的发展主要体现在如下几个方面。首先,数字全息形变测量逐步由原来单一维度的形变测量转向多维度的形变测量。尤其是三维形变的同时测量是近年来本领域的研究重点。其次,形貌形变联合测量的技术受到关注。实际应用中曲面物体常常存在。而曲面物体需要离面与面内形变的分析,这需要获取曲面物体的形貌信息。针对这一需求,学者们针对形貌形变的同时测量方法开展了研究。再次,为了进一步扩大测量视场和深度范围,对基于长波长及远距离的技术进行了探索。与此同时,回顾了数字全息的形变测量技术在应用方面的进展。值得关注的是,在应用方面,数字全息技术从以前工程领域的形变测量向生物医学领域的形变测量发展,测量数据用于生物医学领域疾病分析与研究。     

数字全息显微定量相位成像的实验研究

建立了一套预放大式数字全息显微成像系统,通过对样品进行显微放大,实现了高分辨率的定量相位成像;并通过计算机控制相机自动曝光记录序列的数字全息图实现了动态相位成像。用标准样品验证了系统测量的准确性;以活体洋葱表皮细胞和血红细胞为样品,获得了清晰的定量相位像;以置于水环境的草履虫为样品,实现了动态成像。实验结果表明建立的系统可以实现高分辨率的动态定量相位成像,可以应用于生物活体样品的显微研究。