一种无衍射结构光研究

提出了一种无衍射结构光概念,这种光具有线性结构、焦深长、线宽小等特点。这是实现高速度、大范围及高分辨力的几何测量的基础。提出了利用三角截面棱镜实现这种新型结构光的方法,并利用衍射原理及菲涅尔近似对平面波入射的棱镜后的光强分布进行了计算与分析。通过分析,它是一种具有无衍射特性的线结构光源,这为几何量在线测量提供了一个很好的条件。     

采用双调制方式测量消光比参数

提出了一种采用磁光调制与光源调制技术高精度测量偏振棱镜消光比参数的方法并建立了相应的消光比测量系统。首先,根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型;采用磁光调制方式,实现了待测偏振棱镜晶体光轴与起偏器晶体光轴夹角的高精度定位。然后,采用光学斩波器对光源进行方波调制,消除了各种噪声对系统测量精度的影响,使得系统在待测偏振棱镜实现光轴精确定位后能够准确测量光强值。最后,对待测偏振棱镜进行了多次测量并求取平均值。实验结果显示,对偏振棱镜消光比参数的测量精度为10-6,验证了提出方法的有效性和稳定性。该系统精度高、稳定性好、容易实现工程化,对偏振器件的性能检验和实际应用具有指导意义。     

一种新型的高电压测量方法及误差分析

纵向线性电光效应较之横向线性电光效应具有无分压、不受电场分布影响、不受光强影响等优点。文章论述了纵向线性电光效应应用于电力系统高电压测量的基本工作原理和实现方法,并对影响测量准确度的主要误差进行了分析,分析说明该方法利用高电压的准确测量。     

一种新型测量旋光色散的方法

提出了一种新的测量旋光色散的方法。该方法利用白光LED作为光源,经起偏棱镜、样品管和检偏棱镜后,复色偏振光经平面衍射光栅分光后,由线阵CCD进行采集,CCD的每个像元对应接收复色偏振光经分光后的某一波长的光信号,在检偏器旋转一周内,获得相应的光强数据,使用拟合算法,对每一个像元所采集的光强数据逐一进行处理,最终得出CCD像元所对应波长的旋光度,最后得到旋光色散数据。并利用标准石英管进行了实验研究,证明了这种测量方法的可行性。     

LED封装光学结构对光强分布的影响研究

从发光二极管的发光原理及结构出发,建立了发光二极管的光学模型,获得了发光二极管的光强分布曲线,并与实际测量数据进行了比较。通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸,得到不同结构参数下的光强分布。实验结果表明：反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性。这些规律对生产特定光强分布需求的LED具有实际的指导意义。     

变栅距光栅光谱分辨研究

基于夫琅禾费衍射理论,推导了平行光入射变栅距光栅后衍射光强的角度分布.计算了变栅距光栅参数相同,入射光斑宽度分别为5 mm和10 mm时,衍射光的分布特点和变栅距光栅参数不同,入射光斑宽度为10 mm时,衍射光的分布特点.实验验证了不同入射光斑宽度对光纤式变栅距光栅位移传感器分辨率的影响.结果表明:基于变栅距光栅的衍射特点,入射光斑直径的大小是影响传感器分辨率的一个重要因素.     

圆环衍射效应下涡旋光束的光强变化

为了分析拓扑电荷数以及相干性对部分相干涡旋光束的影响,利用部分相干光的统一理论和惠更斯-菲涅耳衍射原理,推导出随机电磁涡旋光束在自由空间中传播时,尤其是部分相干涡旋光束经圆环衍射后光强的计算公式,研究了部分相干涡旋光束通过圆环后的夫琅和费衍射特性。通过理论分析与数值计算表明,部分相干涡旋光束经圆环衍射后的光强分布情况与入射光的相干度、入射光束的拓扑电荷数、衍射孔径的大小等因素有关。当入射光束的拓扑电荷数越大,相干长度越长,衍射孔径越小时,衍射光束的光强分布会更加清晰,衍射效果也更加明显。     

超短光脉冲光强分布实时测量

利用 CCD 技术和计算机控制技术可以实现对超短光脉冲进行空间光强分布的实时测量。该系统结构简单、使用方便,很适合于科研单位和研究领域。本文论述了该系统的结构和原理,并对几种工作方式进行了说明。     

LED封装光学结构对光强分布的影响

从发光二极管(LED)的发光原理及结构出发,建立了LED的光学模型,获得了它的光强分布曲线,并与实际测量数据进行了比较.通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸,得到了不同结构参数下的光强分布.实验结果表明:反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性,这些规律对生产特定照明需求的LED具有实际指导意义.     

轴上光强恒定的超高斯贝塞尔光束在湍流大气中的传播

理想的非衍射光束的产生,因需要无穷大的能量,在物理上是不能实现的。实验只能得到比较接近理想非衍射光束的有限能量的准非衍射光束。超高斯贝塞尔（SGB）光束具有有限的能量,是物理上可以实现的准无衍射光束。轴上光强恒定的SGB光束在一定的距离范围内具有很好的无衍射特点,其横向光强分布的中心区域保持恒定的强度和大小。本文通过数值模拟的方法证实：在湍流大气中,在中等湍流强度范围内,轴上光强恒定的SGB光束仍然保持其无衍射特点。在中等湍流强度范围内,轴上光强恒定的SGB光束的传输几乎不受大气湍流的影响。     

基于激光三角法的零件表面粗糙度在线测量

介绍了一种零件表面粗糙度的激光在线测量方法,该测量方法具有测量速度快且能够显示被测表面的具体形貌等优点．在测量中引入激光三角测量系统,用无衍射激光光束作光源,用高精度的摄像机作位移传感器,通过计算机数据处理得到表面粗糙度值,使表面粗糙度在线检测成为可能。     

拍照手机镜头杂散光测量系统

在分析拍照手机镜头杂散光对成像品质影响的基础上,介绍了手机镜头杂散光测量的基本原理和方法。提出了区别传统测量装置的杂散光测量系统,该系统基于方型光箱和面型感光器件。CMOS图像传感器接收选定像场指定位置的目标黑体和白体成像后的光强度信号,经处理后由USB送入电脑,专用电脑软件自动计算各位置的杂散光系数并判断是否符合设定的标准。实测结果证明系统能快速测量拍照手机镜头的杂散光系数,方便评定镜头的影像品质,对镜头生产厂有较大的实用价值。     

交流电磁场技术在储油罐角焊缝无损检测中的应用

对角焊缝检测提出了一种利用交流电磁场的无损检测新方法。首先简介了交流电磁场检测（ACFM）的基本原理,并基于ANSYS软件模拟出裂纹缺陷引起的磁场畸变信号。在确定交流电磁场检测系统的基础上,利用标准试板进行了测试分析,并将其成功应用于储油罐底板角焊缝的无损检测中,实现了裂纹缺陷的定性定量化评估。试验测试及应用结果均验证了该方法对表面或近表面裂纹缺陷检测的灵敏度高,为其他结构部位探伤也提供了借鉴。     

基于成像式照度探测的菲涅尔光学助降系统检测方法研究

为了解决菲涅尔光学助降系统(FLOLS)的检测问题,文中根据FLOLS检测应满足的技术指标,提出了一种基于成像式照度探测法的菲涅尔灯发光强度测量方案,并根据分析设计研制了成像式照度探测装置。通过试验,结果表明该装置可远距离对大口径、大发光角度的菲涅尔灯进行发光强度的探测,满足菲涅尔光学助降系统检测装置测量的要求。     

基于光电技术的圆度测量

圆度误差的测量是长度计量中一个重要项目,它的测量常转化成对位移的测量。本文采用光电技术对其进行测量,提出了一种基于理想光组轴向放大率理论来实现微位移的放大,并通过采用位置敏感探测器(PSD)将光斑像点的位移转化为电信号的输出,从而实现位移与电信号的转化;在测量圆度的同时,采用圆光栅来测量工件转角,实现整周的圆轮廓实时记录;对于圆度误差的评定采用最小二乘法。     

基于电子散斑干涉技术的微变形场测量及残余应力分析

基于电子散斑干涉原理搭建了测量试验平台,通过数字图像处理,得到电子散斑干涉条纹图像,实现了对一维微变形场的测量,对比测量结果与仿真结果,验证了该测量方法的可行性。结合盲孔法测量残余应力的原理,用电子散斑干涉装置取代盲孔法中的应变花来测量因钻孔产生的变形,并由此解残余应力。试验结果表明,基于电子散斑干涉技术的盲孔法残余应力测量系统简单,可行,高效,具有很大的工程应用价值。     

声学多普勒测流仪原理及应用

多普勒流速仪（ADCP）利用声学多普勒原理测量水流剖面的流速,是一种新型高精度流体测流仪器.多普勒测流与传统测流方法相比,具有测验分辨率高、精确度好、信息量大、资料完整等优点,尤其适用于复杂环境下的流体流速、流量的测量.文章透过多普勒测流与传统测流的对比,详细地阐述了多普勒测流的原理及方法.     

保偏光纤模场直径和数值孔径测试研究

基于光纤测量远场法原理测量光纤远场光强分布。通过改进远场法得到光纤的远场光强分布后,同时计算得到保偏光子晶体光纤的模场直径和数值孔径,使测量装置实现集成化和简便化。通过光束测试仪测量光纤的出射光强分布,光束测试仪测量的是光纤中心最大光强点的两个垂直方向上的光强分布。保偏光子晶体光纤的出射光斑是椭圆的,每个方向的模场直径、数值孔径分布并不相同。传统的测试方法不能解决这个问题。通过旋转光纤测量光纤各个方向上的光强分布,然后计算各个方向上的模场直径,最后通过拟合各个方向上的模场直径得到保偏光子晶体光纤椭圆形的模场分布。实验测得保偏光子晶体光纤椭圆光斑长短轴的模场直径分别为7.5μm和4.2μm,数值孔径分别为0.159和0.276。     

Magnetostriction measuring device based on an optical fiber sensor with an annular photodiode

A new simple and sensitive dilatometer to measure magnetostriction of ribbons has been developed, based on an optical fiber sensor using an annular photodiode. The optical fiber is used bidirectionally, both for emission and detection of light, simplifying the access to the ribbon under test. The working principle is based on the measurement by reflection of the longitudinal displacement of the ribbon end. For a Vitroperm amorphous ribbon of 100 mm length, 21 microm thickness, and 8.3 mm width, a displacement of 2.571 microm with a maximum uncertainty of 8 nm has been obtained.