相因子叠加法测量三维位移矢量

研究了物体的三维位移在傅里叶频谱面上引起的位相因子的变化。用全息二次曝光法记录此变化。提出一种测量漫射物体的三维位移矢量的新方法,避免了用传统的、二次曝光全息法测量三维位移矢量中遇到的许多困难。实验结果与理论分析得到很好的吻合。     

全息照相在求解矩形板问题中的应用——四边固定的矩形板在点力作用下的变形

一、引言 四边固定的矩形板广泛应用在工程技术的各个领域中。研究它们在外力作用下的变形,对于工程设计和部件的检验都是很重要的。 不少作者曾用经典的方法和全息干涉计量术的方法测量了四边固定的方形板在均匀应力作用下的变形。本文利用全息干涉计量术的二次曝光法测量了四边固定的矩形板在点力作用下的变形,并把测量结果与理论计算结果作了比较。 二、原理 在全息干涉计量术的二次曝光法中,再现象的光强分布     

数字全息法测量透明物体变形的研究

采用数字全息法测量透明物体的厚度变形场,并给出了物光的相位变化与物体厚度变形间的关系。应用此方法测量了带孔有机玻璃（PMMA）试件在均布拉伸载荷作用下的厚度变形场,并将测量结果与理论计算结果进行比较,验证了此方法的正确性。     

数字全息干涉位移场分离研究

提出了一种基于窗口傅里叶脊的离面与面内位移分 离方法,应用于数字全息的多分量干涉相位场 分离。首先,物光束对称照射待测物体, 参考光束直接照射CCD靶面,由CCD相机记录物体变形前后的两幅离轴数字全息图;然后,采 用菲涅尔衍射积分法再现物体变形前后的复物光场,再由两幅复物光场共轭相 乘构建干涉场,利用幅度区分准则和窗口傅里叶变换处理复干涉场,通过窗口傅里叶脊值的 搜索,提取不 同灵敏度矢量物光对应的干涉相位分量;再对干涉相位场进行简单数值运算,将面内与离面 位移场分离出 来。最后,对周边固定、点加载、绕轴向旋转的Al制圆盘三维位移场进行实际测量。实验结 果验证了本文方法的有效性。     

数字全息法测量透明物体变形的修正

采用数字全息可以测量透明物体的厚度变形场,但我们此前的研究忽略了应力导致的折射率变化,给测量带来了误差,本文对这个问题进行了讨论,修正了物光的相位变化与物体厚度变形间的关系。相较于修正前的公式,新增加了一个修正项,通过测量带孔有机玻璃试件在均布拉伸载荷作用下的厚度变形,并将测量结果与理论计算结果进行比较,发现用修正前的关系式得到的变形量偏大,而修正后的结果与理论值吻合很好,证明此修正是正确和必要的。     

用全息照相测量发动机活塞的热变形

全息干涉计量技术是精密测量机械零部件三维微变形的新方法。对具有漫反射表面的物体,这种光学干涉法能够非接触地测量它在热负荷或机械负荷下整体形状的变化,测量精度为光波波长的数量级。 为了正确地确定汽缸活塞的设计尺寸,提高发动机的效率,必须知道活搴受热后变形的情况。我们用全息干涉法初步测量了小轿车发动机活塞的热变形,取得定量的测量结果。     

基于光学扫描全息测量相位物体的相位分布

为了测量相位物体的相位分布,提出了一种基于光学扫描全息系统测量相位物体相位分布的方法。该方法在原理上与以往传统测量方法有很大不同,它采用相干模式下的光学扫描全息系统,利用一个小孔探测器记录与相位物体的相位信息相关的数据,随后采用反演重建算法得到被测物体的相位分布。此外,对该方法的工作原理及重建效果进行了理论分析和模拟仿真,并分析了在记录和重建阶段所采用的小孔是非理想状态情况下,小孔对物体相位分布测量结果的影响。结果表明,用该方法测量相位物体的相位分布是可行的,并且可以获得很好的效果。     

一种基于共轴干涉的相位物体定量成像技术

为了实现生物组织及相位光栅等透明相位物体的快速定量相位测量与成像,基于共轴干涉及相衬干涉原理,构建了一套相位物体定量相位快速测量与成像系统。分析了定量成像原理,设计了相应的相位提取及恢复算法。通过拍摄单幅或两幅相衬图,实现了相位光栅、水滴等小相位变化的相位样品的定量相位测量与成像。设计了相应的分区差分相位解包裹算法,实现了相位值超过π的微透镜的定量相位测量与成像。结果表明,通过该系统测量所得到的全息相位光栅的相位分布以及不同超声驱动电压下弱超声驻波光栅的相位振幅变化关系与其它方法所得的测量结果基本一致;微透镜的实验测量厚度值与理论计算值相比,绝对误差约为0.03μm。本系统具有一定的可行性和适应性,在生物细胞和组织等透明相位物体的快速测量与成像方面有潜在的应用意义。     

利用激光全息干涉法测量微小机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法。设计的光路系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,籍此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息图。该全息图再现的两个像的图层可以被分离,再现的全息干涉图上的条纹可通过改变曝光次序和微位移再现参考光虚点光源的位置而移动。物体变形方向、干涉条纹移动方向和反射镜位移方向以及曝光次序之间有确定的关系。该干涉图含有物体变形方向和位移数值两种信息。从理论上重点分析了物体变形方向信息所遵循的基本规律,并由此得出了测量物体变形方向的方法。最后给出了实验结果。实验表明提出的方法和理论是正确的,物体变形方向的检测正确率可达100%。     

实时数字全息测量温度场研究

利用数字全息干涉术研究了气流温度场的分布,对实验中所采集的干涉条纹图像进行傅里叶变换,数字低通滤波和傅里叶逆变换处理以消除散斑噪声影响,确保了气流场干涉条纹相位信息的高对比度和低噪声,并对其进行提取和展开;根据理论研究的相位与折射率的关系求得气流场的温度分布,实验结果与热电测量的结果基本一致,表明了实时数字全息干涉术是一种测量温度场的有效方法,具有极好发展和应用前景。     

利用多重全息实现实时-双曝光(时间平均)的全息干涉术

提出了利用多重全息成功地实现实时－双曝光（时间平均）的全息干涉术。同时观察双曝光（时间平均）记录的标准状态变化的干涉条纹图和实时法提供的“活的条纹”，就可对标准状态变化与不同时刻的状态变化进行比较。这种新的全息干涉术为精密实时检测提供了一种新方法     

漫射透明体内部折射率分布的全息干涉测量

本文报导了一种测量大毛坯光学玻璃内部折射率分布的二次曝光全息干涉法。测量精度为±1×10~(-6)。     

双曝光数字全息三维变形测试

全息三维变形测试在军事、工业测试中有重要意义,而传统的全息术由于记录、显影、定影、再现、复位等条件使其应用受到限制。文中应用CCD 实现了数字全息,不仅避免了传统全息显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并基于双曝光全息干涉术和四步相移法原理,实现了数字相移,取代了传统的应用压电位移器等机械相移法,实现了物体的三维变形测试。由物体变形的二维等高线图和三维立体图,可判读物体变形的大小、变形的方向和变形的形状。大量的实验表明,该方法不仅简化了全息干涉测试的光学装置,而且具有操作简单,测试精度高,其精度容易达到1 /10 波长。     

用两次曝光相移全息干涉实现光学幅相转换

提出一种实现光学图像由纯振幅型转换为相应的钝相位型的新方法。该方法基于2次曝光光折变相移全息干涉,在光学4-f系统中,用振幅型空间光调制器(SLM)输入振幅(或强度)图像,用光折变晶体作为全息记录介质,经过2次曝光相移全息干涉记录,再由原参考光再现读出,可在输出面上得到与输入图像相应的空间相位分布。该方法可在光学信息处理相关领域应用。阐述了该方法的基本思想,进行了理论分析、计算机模拟和光学实验,实验结果与理论分析一致,表明该方法是可行的。     

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。     

基于注意力网络的地基SAR时序差分相位分类方法

地基合成孔径雷达(Ground Based Synthetic Aperture Radar, GBSAR)具备形变测量精度高、可大面积非接触监测、可全天候监测的优势,是对露天矿山工作帮及排土场进行亚毫米级形变监测的主要技术手段之一。边坡形变监测过程中出现的多径效应造成的差分相位变化会被错误识别为形变,而形变结果的准确性又是触发预警流程的重要依据。针对识别形变精度低的问题,本文开展了差分干涉相位时序特征表达方法研究,并以此为基础提出了一种基于注意力网络模型的地基SAR时序差分相位分类方法,以相位变化趋势与区域范围作为依据来区分突变区域和缓变区域,通过模型预测出真实形变分布。经过实验结果证明,注意力网络模型可以较为准确的提取出形变分布,有效减少多径效应造成的误差干扰。      

利用激光测量弹性薄板动态响应研究

采用动态全息干涉法,对弹性薄板受水中冲击波作用下的动态响应进行了研究。采用 红宝石双脉冲激光器,实现了动态全息干涉法测量,即两次曝光全息干涉法。设计了反射式动态干涉全息法测量光路,测量了弹性薄板受水中冲击波作用产生的横向变形(弯曲波) ,根据爆炸后不同时间的干涉条纹图,求出了挠度分布图。     

实时全息干涉位移测量的自动化

实时全息干涉法可以观察记录整个测试过程中条纹图的动态变化,在传统的位移测量应用中只能通过条纹的变化给出定性分析结果。简述了实时全息干涉法进行微小位移测量的原理,根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点,提出了利用希尔伯特变换法进行实时全息干涉位移测量的定量分析方法。实验表明：利用希尔伯特变换法可以自动提取实时全息干涉测量过程中全场各点在任意两个时刻间的相位变化傅,从面塞零位移测量鲍自动化、定量化。     

图像模拟在白炽灯气体折射率全息CT测量中的应用

简要介绍白炽灯点燃过程中灯内气体折射率三维分布测量的实时全息干涉图像．根据密闭气体被灯丝加热时所涉及的物理问题建立简化的物理及数学模型．并利用数字图像处理技术对全息干涉图像的形成过程进行模拟研究。研究结果表明．当灯泡外空间的折射率变化不均匀时．灯泡投影区域内的干涉图像将同时带有灯内外气体折射率变化的信息．利用干涉图像中灯泡投影区域外干涉条纹的测量结果可以对实际测量结果进行修正。此外．根据研究结果及全息CT技术．给出了忽略灯泡外空间的折射率变化影响时白炽灯内气体折射率三维分布测量的实例。