图像处理在MDT测量镜片屈光度中的应用

从莫尔偏折技术(MDT)测量镜片屈光度的原理出发,给出了镜片屈光度与莫尔条纹倾角的关系式.进行了实验采集,获取了MDT实测镜片屈光度的莫尔条纹图.然后,基于莫尔条纹图像的特点,采用合适的图像处理算法对实测镜片的莫尔条纹图进行了灰度均匀化、降噪、图像增强、细化等一系列的数字图像处理操作,得到了镜片测量中莫尔条纹图形的清晰轮廓线.最后,给出了不同镜片屈光度的MDT测量结果,并与焦度计的测量结果进行了比较.结果表明,莫尔偏折技术结合数字图像处理用于测量镜片的屈光度时,具有很高的测量精度.     

基于泰伯-莫尔效应的滚转角测量方法及其图像处理

针对同一物体首尾或不同位置的滚转角测量,提出了一种基于泰伯-莫尔效应的测量方法,其主要原理是利用Ronchi光栅形成的泰伯像与第2块Ronchi光栅形成莫尔条纹,两个光栅的夹角即为滚转角,泰伯-莫尔条纹的宽度和倾角会随滚转角的变化而变化,通过对泰伯-莫尔条纹宽度和倾角的计算可获得光栅副滚转角的大小.基于以上方法,建立了一种滚转角测量系统,并对条纹图像进行处理与分析.理论分析和实验结果表明该方法可以实现±5 400 arcsec范围内滚转角的测量,并且最小分辨力为0.78 arcsec.     

关于元光栅莫尔条纹方程的讨论

目前,光栅技术在长度计量领域中得到了广泛应用。大家知道,光栅传感器信号转换的基础是利用两块具有规则周期的光栅迭合时所形成的莫尔条纹。因此,分析各种光栅迭合时的莫尔条纹方程及其特点,是正确设计和正确使用光栅传感器的重要前提。有关长光栅莫尔条纹方程的分析,文献[1]从衍射原理出发,文献[2]按几何光学处理,均有详尽的分析。值得指出的是:两者从不同角度出     

使用莫尔条纹技术诊断不完全膨胀的三维气流场

应用莫尔条纹技术 ,测出了从不同喷嘴喷出的对称与非对称不完全膨胀气流的密度分布。给出了实验结果 ,并对该结果进行了分析 ,得到了几个重要的结论。最后 ,就系统的应用作了展望。     

应用莫尔等高法测量物体大范围内的曲面形状

本文提出一种适用于物体表面大范围内曲面形状测量与分析的莫尔等高条纹测量及数据处理方法。该测试系统简单、经济,可应用在工程界的曲面造型设计和测量等方面。     

无衍射光莫尔条纹空间直线度测量的原理与实验

提出用无衍射光和莫尔条纹进行空间直线度测量的技术。无衍射光用作直线基准并照射在一环光栅上，由于无衍射光斑也是一系列环状条纹，因此光栅上将发生莫尔条纹，光栅固定在移动物体上，若运动轨迹偏离无衍射光的中心线，莫尔环就将发生偏离，莫尔环的偏离量数倍于光栅的偏离量，由此产生一放大的二维直线度信号，图像处理技术用于计算机莫尔环的中心，理论和实验表明，该方法具有高灵敏度和抗激光漂移的优点。     

莫尔偏折技术用于测量镜片屈光度的研究

本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系.两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透过镜片后产生的莫尔条纹的倾角的正切成正比.对影响镜片屈光度测量误差的几个参量进行了讨论,理论分析表明,选用合适的光栅周期,设定合理的两光栅间夹角,莫尔偏折技术用于测量低屈光度及中高屈光度的镜片具有很高的测量精度.最后给出了测量单光镜片,非球面镜片和渐进多焦点镜片的莫尔条纹图,并进行了分析讨论.     

应用光栅自成像的编码器莫尔条纹信号提取

为解决高密度圆光栅的工程应用难题,应用光栅自成像原理,用较大的光栅副间隙获得了高质量的莫尔条纹信号.文中用傅里叶光学理论分析了单色平面波照明下的双光栅菲涅耳衍射场,建立了双光栅菲涅耳衍射场光强分布的数学模型,并用MATLAB软件对光栅菲涅耳衍射像光强分布和莫尔条纹信号进行了数值仿真,分析了各种参数对莫尔条纹信号的影响,最后通过信号提取实验对理论分析进行了验证.     

基于莫尔现象的印刷品防伪技术

目的利用一个动态的光栅(解码片)与一个静态的光栅(印刷品)产生莫尔条纹来放大隐藏信息,实现信息解码。方法对莫尔现象的形成和放大原理进行分析,结合印刷加网技术特点,确定影响单、双向隐藏信息的加密参数,用印刷机输出加密样张。结果得到了印刷加网中的不同网点形状、网点面积率、加网线数和网点角度等参数对信息隐藏效果和解码效果的影响。结论研究成果中隐藏信息加密参数匹配可以获得良好的解码效果,对防伪图像、印刷条件的适用性较强,为防伪印刷品的制作提供技术支持。     

基于周期无穷大纵向莫尔条纹的半色调防伪技术研究

目的通过分析莫尔条纹的种类及产生原理,以纵向莫尔条纹效应和半色调加网图像的信息隐藏为理论基础,研究一种半色调图像防伪方法。方法首先对周期无穷大的纵向莫尔条纹的特性及半色调加网图像的网点排列特性进行了分析,结合半色调图像加网参数,得到纵向莫尔条纹参数与数字加网参数之间的匹配关系;再根据各参数之间的关系对半色调加网图像的部分网点进行调整,实现了隐藏信息的嵌入;最后依据上面各参数关系制作数字光栅,对加入防伪信息的半色调图像进行检测,完成了防伪。结果该防伪技术中隐藏信息的隐秘性好,隐藏信息检测再现清晰,防伪效果较好。结论提出了一种半色调图像防伪新方法。     

利用数字散斑照相术测量面内位移

采用数字图像处理技术直接对双曝光散斑图进行全场分析,获取了杨氏条纹图．通过对条纹图的滤波增强、二值化、细化等操作,提取了条纹周期,实现了物体面内微小位移的测量．实验结果表明,该方法可获得高对比度的散斑干涉条纹,经过数字图像处理,条纹细化无断点和毛刺,有利于条纹判读,提高测量精度,其微位移测量误差小于4％．由于散斑图及条纹图像均是在计算机内存储、处理,实现了散斑照相术的数字化,具有一定的应用价值．     

基于计算全息的无衍射光莫尔条纹三自由度测量方法研究

针对工作台运动误差,提出了一种基于计算全息的无衍射光莫尔条纹三自由度测量方法。通过液晶空间光调制器(SLM)生成无衍射光,利用两束无衍射光干涉生成莫尔条纹。设计了无衍射光莫尔条纹三自由度测量光路,建立了三自由度运动误差数学模型,并用几何分析法将三种运动误差(偏摆角、滚转角和俯仰角)进行分离。利用旋转台模拟不同大小的三自由度运动误差,带有误差信息的无衍射光和莫尔条纹图案分别由CCD1和CCD2接收。实验结果表明,通过光斑中心偏移量计算出的实际运动误差值接近理论值,测量误差不超过0.0104°,验证了无衍射光莫尔条纹三自由度测量系统的可行性与正确性。     

基于EMD算法的光栅莫尔条纹信号去噪方法研究

针对计量光栅莫尔条纹信号的质量问题,提出了基于经验模态分解（EMD）算法对非平稳光栅莫尔条纹信号模型的去噪方法。建立非平稳的光栅时变信号模型,利用EMD算法不需要定义滤波器参数的自适应性优点,对添加不同噪声的多组光栅信号模型进行了滤波分析的仿真实验,其信噪比和均方根误差两项指标优于均值滤波、小波阈值去噪方法。对两路正余弦理想信号添加高次谐波分量,通过对比EMD算法抑制高次谐波前后的李萨如图形,验证了该方法在去噪过程中对光栅莫尔条纹信号正弦性误差补偿的良好效果。     

两种莫尔条纹信号对光栅系统测量精度的影响

对两种莫尔条纹（光闸条纹和横向条纹）信号的谐波含量以及它们对光栅系统测量精度的影响进行了分析，并用实测数据加以比较，指出在光栅系统中，取横向莫尔条纹信号的谐波量小，正弦性好，细分误差小，在其它参数相同的情况下，可提高系统的测量精度2倍左右。     

码盘偏心对编码器测量的影响

本文从莫尔条纹的测量原理出发,讨论了码盘偏心时莫尔条纹分布图样的特征.通过码盘与读数头位置的图样模型,再经由对莫尔条纹原理公式的讨论,从实际情况出发分析码盘偏心对信号稳定的影响.条纹的宽度随码盘的偏心程度的变化而变化,偏心程度越小,所读条纹越宽,占空比越大;偏心程度越大,所读条纹越窄,占空比越小.通过对三种不同型号的光学编码器进行测试,对比光学编码器输出信号的占空比范围,印证理论分析.     

采用Talbot效应莫尔条纹的子波面斜率测量

为了实现大口径长焦距透镜波面精确测量,提出了一种基于朗奇光栅泰伯效应、莫尔条纹技术的子波面斜率测量方法.当子孔径光束照射在朗奇光栅上时,在光栅后周期位置出现光栅的泰伯像,如果将另一朗奇光栅放在光栅泰伯像的位置,在这块光栅后就会形成莫尔条纹,莫尔条纹会因子孔径光束的斜率微小变化而产生移动,通过计数移动的莫尔条纹数就可以得出子孔径光束的波面斜率.文章推导了子波面斜率的计算公式并进行了理论分析,从实验上对理论分析进行了验证.这种方法能够用于大口径波面检测中子孔径波面斜率的精确测量.     

双曝光全息干涉测量

本文论述了双曝光全息干涉测量技术的基本理论和实际应用方法。并进而推论了条纹形状和物体微小位移之间的定量关系。最后给出了实验装置和实验结果。     

载频条纹相位分析自适应滤波器的设计

提出了一种基于统一准则的自适应滤波器的设计算法,并结合空间滤波处理技术及数字图像处理分析技术,根据每一幅光学条纹图像的频谱分布状况,自动提取+1级频谱信息,实现对载频条纹图像的自适应滤波,最终达到自动化数值分析的目标。文中以三维形貌测量为例,首先通过计算机数值模拟,指出分析位相质量与滤波窗口的选择是紧密相关的。而光学条纹图像的频谱分布则因待测物体而异,因此在空间滤波过程中,要针对不同的待测物体对滤波窗口的形状以及大小进行精确选取。文章给出了自适应滤波器精确选取的法则与步骤。最后以三维石膏像为测量物体,给出实验验证,证明该方法的可行性与有效性。     

光栅莫尔条纹信号正交误差的补偿

为了补偿在作用微处理器对光栅莫尔条纹信号进行相位细分时，由于两路莫尔条纹信号不正交所引起的误差，推导了正交误差方程并给出了求解方法和相应软件。实验证明，引入相应补偿程序之后，细粉数明显提高。     

莫尔条纹分析及其在光刻对准中的应用

从莫尔条纹用于光刻对准的实际应用出发,从傅里叶光学的角度重点讨论了一般光栅及线光栅对莫尔条纹的调制规律,并对广泛应用的低频(1,-1)级莫尔条纹进行了仿真分析.最后通过仿真分析说明,在光刻对准中,对栅线重复频率相差很小的两光栅对准标记,将产生对位移具有高灵敏度特性的放大莫尔条纹,从而实现高精度光刻对准,并对采用该对准方法的光刻对准精度进行了简要分析.