三维火焰温度场光纤传感器设计

传统三维火焰温度场无损测量主要利用全息干涉方法或莫尔光栅方法，这些方法存在着测量系统复杂、成本高、数据获取困难等缺点。设计出一种基于多光谱辐射层析测温原理的三维光纤温度传感系统，系统具有使用灵活，测量精度高，获得数据便捷等优点。采用重排算法及MART技术相结合作为少投影数扇形束CT重建算法。四峰温度场模型的重建结果为确定光纤温度传感器旋转及扫描参数提供了依据。     

三维内部构造显微镜设计

通过连续切片获取生物体二维断层图像然后进行三维重建日益成为生物医学中研究生物体内部三维立体结构的主要途径.在对显微镜用薄片切片机结构及三维重建技术的研究的基础上,本文提出了三维内部构造显微镜的设计方案,解决了生物切片过程中的样品定位、样品切削、断层图像采集、系统控制诸多问题.以本系统获得的二维断层图像为原始数据,利用自行设计三维重建软件,得到了真彩的表面重建和任意切面重建结果.     

基于数据拼接的金刚石刀具刃口三维形貌表征技术

原子力显微镜(AFM)是获取金刚石刀具刃口纳米级三维形貌的重要手段,但其存在测量范围小,难以表征参与切削区域整段刃口形貌特征的问题。采用基于迭代最近点法的刃口AFM测量数据拼接算法,获得了由多组数据拼接得到的刃口纳米级三维形貌,并进行了切削实验验证。实验结果表明,采用的数据拼接方法可较好地用于表征刀具刃口三维形貌。     

激光扫描声学显微镜图像信号的分析与处理

激光扫描声学显微镜(ScanningLaserAcousticMicroscope,简称SLAM)是声显微技术的一种形式。作为一种无损检测仪,它对于研究新材料和新器件的内部结构问题特别有用。由于声图像的成像机理与光像不同,随机噪声、衍射条纹和声斑干扰了对获得声图像的分析,因此在传统SLAM系统的基础上,讨论了利用获得的被测样品声学幅度信息,针对声波传播、声光互作用、光路及解调这四个过程对信号的影响进行研究,提出了对声学幅度信号进行相位补偿和线性滤波,采用计算机数值运算,以提高图像质量的方法。给出了利用该方法的实验结果。     

软X射线显微术和光谱显微术

X射线显微术可直接在水环境中对胶体颗粒尺寸范围内的颗粒进行高分辨率成像,将该项技术与高分辨率光谱相结合,还可用于光谱显微研究。其中,常用的两种X射线显微镜是透射显微镜和扫描透射显微镜,文中示出了它们的装置图。由于X射线显微镜能迅速拍下一物体的高分辨率图像,所以,作为一种分析仪器,扫描X射线显微镜更适合作光谱显微研究。作为形态学目视化的一个示例,本文用一台透射X射线显微镜拍摄了粘土和土壤样品的图像。根据X射线图像进行的低温层析实验所获得的图像得到了有关细菌构成的显微生存环境以及其它土壤胶状体的3D结构信息。对扫描透射X射线显微镜拍摄的一系列图像进行分析,得到了土壤样品的形貌特性和化学特性。     

微分相衬干涉显微镜定量测量表面形貌

改进了用于定量测量样品表面形貌的微分相衬干涉显微镜系统,对系统中由Nomarski棱镜引起的相位差β的消零工作提出了一种新的方法,实验证明是有效可靠的,并且对样品表面三维形貌重构、截面轮廓比对及系统的测量精度进行了实验研究.     

原子力显微镜控制参数对光栅清晰度的影响

原子力显微镜的发明是固体材料成像技术一次重大的飞跃,通过使用原子力显微镜对样品表面扫描成像,能够获得真实的三维图像[1],在扫描图像时需要设置好每个参数,不同的参数对原子力显微镜的成像会产生不同的影响。主要探究了积分增益以及比例增益对原子力显微镜成像光栅清晰度的影响,以图像中心距(ACM)清晰度算法和点锐度清晰度(EAV)算法作为评价的标准。实验表明,积分增益和比例增益越大,系统噪声会不断增加,相应的图像会变得越不清晰,最终保持不变。     

应用光切法显微镜测量三维表面的形貌研究

叙述光切法显微镜测量三维表面形貌的方法。采用计算机对在光切法显微镜下拍摄的零件表面截面轮廓图像进行了图象的识别与处理,从而获得表面各个截面形貌的二维轮廓数据,再通过样条插值获得三维表面轮廓形貌．     

基于白光干涉法测量微光栅形貌及相关几何参量的研究

基于显微白光干涉术,利用扫描干涉显微镜对四台阶面阵微光栅记录了128幅白光干涉图,并分别运用重心法、空间频域算法、移相算法及包络曲线拟合法对扫描干涉图进行了分析处理。被测微光栅的形貌及周期在各算法下均完全吻合,台阶总高最大相差0.8%。同时,用美国Veeco白光轮廓仪对同一样品的形貌及光栅周期进行了测试,数据显示两者结果非常吻合,仅台阶总高相差0.7%。研究结果表明,所采用的四种算法均适用于微观三维形貌的测量。     

基于红蓝双光阑的单物镜立体显微成像系统

为了得到微观动态样品的三维形貌图,提出了基于红蓝双小孔光阑的单物镜立体显微成像方法,并建立了一个结构简单的单物镜立体显微系统。该系统在物镜出瞳处放置分别用红、蓝滤光片覆盖的双小孔光阑,当采用白光照明时,彩色CCD将接收到分别用红光和蓝光表示的两个不同视角的图像。采用数字图像处理方法可获得具有视差的立体像对,基于相位的双目匹配算法可得到样品的三维形貌。实验结果表明,该方法重构了微观样品,其景深达到241.50μm。与现有的双物镜体视显微方法相比,设计的立体显微系统简单且紧凑,利用单次拍摄即可得到微观动态样品的三维形貌图,在显微镜和内窥镜中很有应用前景。