实时TV光电子全息散斑干涉仪及其在折射率场中的应用

介绍了一种不需PC微机支持图象卡的实时TV光电子全息散斑干涉仪,成功地应用于折射率流场的显示定量测量,并给出了实验结果。     

像面散斑平均尺寸对散斑干涉条纹图的影响

散斑计量中,为了在动态测量中得到清晰的原始散斑条纹图,使更有效的提取相位信息,提出一种改变像面散斑平均尺寸大小对散斑成像影响的方法,进而改善原始散斑条纹图的清晰度。通过分析光路参数F数和放大倍数与像面散斑尺寸大小的定量关系,通过实验进行了验证。实验结果表明,形变量一定,系统放大倍数为1,成像透镜F值为4.5,或者,当F数为2,系统放大倍数为3.5,像面散斑平均尺寸大小为5.841μm,最接近像面尺寸5.86μm成像效果最好,经正余弦算法滤波后,得到的散斑条纹图最清晰,证实了像面上散斑尺寸大小对散斑条纹图的影响。     

一种基于散斑结构的全息显示屏

提出一种全息平面显示屏的设计和制作方法。显示屏由全息像素单元组成,每一个像素单元都基于散斑的像面全息结构,其中基元光栅起到调制入射光并定向衍射成像的作用。分析了显示屏的视场特性,数值模拟了记录参考光不同入射角度和起限制垂直方向视场作用的狭缝的宽度对再现散斑像的影响。制作出幅面大小为600 mm×800 mm(约40″),厚度为1.5 mm的普通投影全息显示屏,给出相应的制作流程和制作参数。结果表明,全息显示屏具有高亮度和消色散的优点,浮雕型结构便于进行大幅面的快速微纳米压印复制,使得所提出的显示屏具有低成本的工艺优势。     

三维相移电子散斑干涉中的位移场分离研究

提出一种可将离面位移与面内位移分离的方法。在双光束电子散斑干涉(ESPI)中增加参考光,使其为两光束所共用。实验时,两束光各自独立地对变形物体进行测量,结合相移技术,可分别得到包含离面和面内位移信息的2幅相位图。理论分析表明,只需简单的相位运算就能够将面内位移场与与离面位移场分离。典型的3点弯曲梁实验证实了该方法的可行性。     

电子散斑干涉场的空间调制与解调技术

提出了偏转物体实现电子散斑干涉（ESPI）条纹调制的新方法。当物体有微小偏转时可形成等间距的干涉条纹,从而形成载波条纹。物体加载后,该条纹受物体变形的调制而发生弯曲变形。采集物体变形前后的条纹,利用Fourier变换法,可解调出变形场的位相,从而实现物体变形场的精确测量。对偏转物体方法的调制机理进行了理论分析,并利用中心加载周边固定圆盘进行了典型实验。结果表明,该方法能够高质量地调制ESPI场,求解位移场。     

全息散斑相关技术研究

本文把全息技术用于实现散斑场的相关,提出了全息散斑相关的设想。通过实验证明这种方法是可行的。     

对散斑杨氏干涉条纹质量改进的研究

本文对同轴散斑干涉条纹渐晕斑的不良影响进行了分析。并提出了消除渐晕斑的方法,进行了比较实验。理论与实验结果相符。     

基于FFT的散斑干涉术测物体变形

在SPI测量变形物体三维位相的原理上,提出了用一个干涉图法,基于二维FFT实现了散斑干涉图三维位相测试的新方法。选用马赫-泽德干涉系统,用CCD分别接收物体变形前后的散斑图,将两幅散斑图相减可以得到变形物体的散斑干涉条纹图。应用MAT LAB软件编程对散斑干涉图进行二维FFT运算,获得变形物体的三维位相。由三维位相分布可以判读物体的三维变形,进而为后续分析物体的三维应力奠定基础。实验表明,该方法简单、速度快,精度可达到λ/10。     

激光全息-散斑法分析腰椎内固定装置的稳定性

介绍了激光全息散斑法用于人体腰椎损伤后．内固定装置稳定性生物力学实验。分析了对椎间盘表面位移和变形的测量。对标本制备、加载装置、光路系统、实验方案设计及实验过程均进行了介绍。激光全息-散斑法具有精度高、全场、非接触测量的特点，实验结果表明，在模型模拟腰椎生理运动的大变形过程中，能够测得模型在不同运动位置时椎间盘表面发生的微小三维位移．并由位移求出椎间盘的变形．从而为不同内固定方式的稳定性对比分析提供依据。     

像场散斑场相位差的统计性质

运用弱散射体产生的部分显现散斑场相位差自由标准偏差的近似表达式，分析了双会聚透镜组成的成像系统产生的部分显现高斯散斑场相位差的自由统计分布。     

相移数字散斑干涉术测量振动模态

数字散斑干涉技术是一种非接触，全场测试的光学测试方法。用数字散斑干涉术时间平均法测得的物体表面稳态振动，可描述为受高频分量调制的零阶Ｂｅｓｓｅｌ函数。文章提供一种在数字散斑时间平均法测振中使用的相移方案，以消除条纹图中的背景分量，使条纹仅与振幅有关，阐述了此方案的原理，并给出实验的结构和结果。     

液晶相移剪切电子散斑干涉术的研究

本文研究了向列型液晶的相位调制特性，并采用平行式向列液晶作为相移器，建立了相移剪切电子散斑干涉计量系统。该方法将相移技术引入到剪切电子散斑干涉术中，提高了检测精度，采用相关纹法求解相位，简化了计算，相移方法简单，可靠，用该系统进行应变场的测量实验，取得了满意的效果。     

电子散斑干涉中相移技术研究

本文介绍了电子散斑干涉（ESPT）原理、相移技术方法。针对散斑条纹图中高频项对于相位计算的干扰,对相移算法提出了2种修正的方法。对简支梁进行了位移场的测量,并与有限元（FEM）计算结果进行对比,证明了改进的相移技术在ESPI中是可靠的。     

计算机辅助散斑干涉法的研究与改进

针对传统的加法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力弱、信噪比低的缺点,提出了一种减法模式的计算机辅助散斑干涉法.实验上对强度型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法和振幅型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法做了比较分析,最后发现振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力最强,信噪比最高,测量精度极其精确.因此一般选择用振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法来进行物体的变形测量.     

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。     

散斑干涉条纹图降噪技术比较研究

电子散斑干涉条纹图在形成的过程中引入大量的散斑噪声,有效地去除噪声是电子散斑干涉技术研究的重要课题之一。对电子散斑干涉条纹的降噪方法进行了比较研究,仿真结果表明,传统的空域降噪方式在滤除噪声的同时对图像造成了一定的模糊,降低了图像的对比度。只有在降噪的同时充分地考虑条纹的方向性和条纹密度,才能更好地保留条纹图的结构和对比度,并为下一步提取相位图进行测量奠定一个好的基础。     

减少计算全息再现散斑的多图象平均方法

本文提出了减少计算全息再现散的多图象平均方法。计算机模拟实验和光学实验表明，该方法能有效地抑制计算全息再现的散斑噪声，提高信噪比，得到高质量的再现像。     

单检偏器数字散斑干涉偏振相移方法

针对曾经提出的数字散斑干涉时间偏振相移方法［1］所存在的结构复杂、操作不便等不足,提出了一种优化的数字散斑干涉偏振相移方法。不同于原先方法需要两组固定波片和可动检偏片,本方法仅需一组固定波片和可动检偏器即可实现相移,因此系统结构和操作过程都更加简单,且减少了光路调节不准所带来的相移误差,相位图质量更高。实验结果显示,结合传统的三步、四步、五步相移算法,基于单检偏器偏振相移器的数字散斑干涉方法能够获取质量较好的相位图,因此证明了这种方法可有效替代原方法。