动态波前相位的高分辨率测量

动态波前相位信息测量是大气光学，气动光学和激光技术等领域的重要实验手段。提出了一种具有高的时间和空间分辨率以及长的测量持续时间的动态波前相位测量方法。应用Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器获得高空间分辨率的相位信息，采用高帧频ＣＣＤ摄象机获得高时间分辨率图象数据。     

H-S波前传感器在测量光束质量因子M 2中的应用

仿真研究了H－S测量M^2因子等光束质量指标的全过程和可行性。结果表明，由H－S测量的圆形光束的M^2因子值与原始光束的M^2因子值基本相当，有很好的一致性。由此认为，H-2S除了可以评价远场测量系统探测得到的光斑的各种量，比如PSF，OTF，衍射极限，环围能量等远场特性，而且还可以从M^2因子来说明光束质量的特性。     

一种测量光辐射测量系统非线性的双光束法

一、前言在现代光度和辐射度计量中,常用的光辐射测量系统(简称为测光系统)是由光电探测器和光电信号处理及电测仪表组成的。对于大多数测光系统的一个基本要求是它的线性,也就是说它输出的电信号应与输入的光信号的强弱成正比。但是在实际工作中,我们使用的各种测光系统只是在一定范围内程度不同地接近于线性。所以在根据测量结果去计算光辐射量的量     

剪切干涉仪光子计数法动态波前探测

实时动态波前探测技术是自适应光学系统最重要的单元技术之一。本文报导了在弱光条件下,利用动态剪切干涉仪和光子计数法进行弱光波前误差探测的实验。叙述了波前探测装置的原理,讨论了相位测量的主要误差源。实验结果表明,在每一探测周期内,仅有几十到一百个光电子脉冲的情况下,可获得波前信息。     

四自由度测量系统光束漂移抑制方法与系统

在机床导轨几何误差测量中,空气折射率不均匀造成的光束漂移会降低激光测量系统的检测精度,测量距离越远,影响越大.基于此,该文提出一种波纹管和气泵均匀化空气折射率的方法,抑制光漂的发生.以四自由度激光测量系统为对象,首先分析光束漂移机理,确定影响空气折射率的主要因素为温度与压强,给出轴向最大允许温度与压强梯度;其次通过流体...     

大气湍流波前压缩感知测量重建研究

压缩感知技术用于大气湍流波前斜率测量能在很大程度上提高波前信号的测量速度,同时降低波前测量系统的硬件压力。与现有波前斜率测量方法不同,压缩感知波前测量方法增加了从波前斜率的稀疏测量值到波前斜率信号的重建过程,因此将压缩感知技术用于波前测量,需要快速、高精度的波前斜率重建算法。Smoothed L0 Norm (SL0)算法是一种近似L0范数估计的优化迭代重建算法,与其它算法相比,不需要事先知道信号的稀疏度,计算量低且估计精度高。本文以SL0算法为基础,对波前斜率信号分区域测量,再结合并行运算,通过理论分析和仿真实验实现了一种能够快速、高精度重建信号的分区域并行算法—Block-Smoothed L0 Norm (B-SL0)。实验结果表明,B-SL0在计算时间和精度都明显优于现有的其它重建算法,对压缩感知技术用于大气湍流波前测量的可行性进行了初步探索。     

龙洗三维液体表面重力波的动态测量

在龙洗的强迫振动实验中,当龙洗壳壁受到一定频率激振力作用时,液面出现不同形态的大幅重力波现象.由于重力波液面变形幅度较大、水花飞溅,为了满足测试要求,根据交叉光轴的光学原理设计了实验测试系统,采用数字条纹光栅投影图像,利用高速图像采集系统连续采集.并进行中值滤波、傅里叶变换、频域滤波、傅里叶反变换等处理,最终可得到第一阶及第二阶大幅重力波任意时刻的三维形貌及大幅重力波任意点的时间历程.这是对壳液耦合系统中自由表面波进行实验测试的新尝试,为今后的理论研究提供了可靠的实验数据.     

基于哈特曼传感器的激光波前分布测量技术

激光波前分布作为ISO新列入的衡量激光光束质量的重要参数,对其有效、准确地测量显得十分重要.根据哈特曼波前测量原理,详细介绍了基于哈特曼传感器的激光波前分布测量装置、哈特曼传感器波前斜率测量方法和常用波前重构算法,引入一种定标哈特曼传感器针孔阵列与CCD间距的方法,分析定标实验数据及使用已定标的哈特曼波前分析仪测量波前的实验结果.实验证明定标方法可靠有效.     

多目视觉测量系统的光束法平差改进

为了消除三维扫描测量机器人系统中工业机器人定位误差对测量结果的不利影响,搭建了多目视觉测量系统对三维扫描测头进行空间同步定位.由于系统中相机与标志点之间的距离变化较大,标志点重投影误差难以评价空间定位误差,另外受相机标定精度影响,光束法平差对三维坐标修正不明显.为解决上述问题,本文改进了光束法平差,在传统光束法平差的误...     

激光器光束质量测量技术研究

由于半导体激光器结构的特点,在其应用中需对其波束进行整形,为了有利于大功率半导体激光器的推广应用,需准确识别大功率半导体激光器的输出分布特性。该文从M2因子、远端发散角,近端及远端的光强分布等方面对大功率半导体激光器的光束质量进行了测量技术研究,给出了相应的测量方案和误差分析。     

光子计数动态剪切干涉仪的实时波前处理机

介绍了光学计数方法下的波前处理机的构成及工作原理，解决了弱光条件下的光子脉冲计数，并以ＴＭＳ３２０Ｃ２５高速数字信息处理器为核心，快速完成了波前相位计算，波前重构，控制信号的并行输出及波面信息的实时监测。     

光电摆角动态测量原理及其测量系统

本文阐述了用于测量物体摆角及摆心浮动量的光电动态实时测量原理,以及根据此原理研制的光电导弹喷管摆角动态测量系统。     

用Hartmann—Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＦＴ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

用Hartmann—Shack波前传感器测量大气湍流特征

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。     

气波制冷机转速与动态压力的同步测量

本文介绍了转动部件封闭在机壳内的气波制冷机的转速和动态压力的同步测量。并对自旋转和用电机带动两种工况下的动态压力波的测量以及转速测量进行了对比。此种测量方法对于具有脉动压力或能产生脉动信号的机器都具有适用意义。     

曲率波前传感器波前重构算法的研究

运用衍射理论计算出两个离焦面上的光强分布,从而获得波前曲率和孔径边缘的波前径向倾斜。根据Zernike多项式的微分特性,采用两种不同的方法分别处理曲率和倾斜,使用积分的方法解决了在边界上δ函数很难处理的问题。由探测器的几何分布预先算出控制矩阵,用Zernike多项式曲线拟合的方法重构出波前。计算机仿真表明,波前残差小于5％,验证了此波前重构算法的可行性。     

用Hartmann－Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＴＦ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

用Hartmann－Shack波前传感器测量大气湍流特征

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。     

基于小波变换的脉搏波速度测量系统

动脉脉搏波速度变化是动脉血管病变的指示器,因此脉搏波速度的测量对血管疾病的预防与治疗有较大的帮助.脉搏波中夹杂的噪声干扰、硬件系统的舍入误差以及标示点的选取,会直接影响到脉搏波速度测量结果的精度.采用双袖带采集脉搏波信号,利用小波变换去除脉搏波中的各种干扰,平滑重构脉搏波,同时选用二次差分的最大值点作为波速参考点,通过阈值找出参考点,简化了计算过程,提高了测量精度,为心血管疾病的临床诊断与治疗提供数据支持.