昆虫翅膀的运动参数测量研究

研究可用于精确测量昆虫运动参数的条纹投影法.应用具有高衍射效率的声光调制器(AOD)生成投影条纹,通过调整各衍射光束的角度获得不同角间距的条纹,可用来测量反射比较低的昆虫翅膀.结合AOD和光栅,从两个相互垂直的方向投射条纹,可以在>90°的测量范围内测量蜜蜂的拍打翅膀.结果表明,在蜜蜂的一个拍打周期内,用该方法可以有效地测量其拍打角、滞后角,扭转角和扭转变形,相对测量误差<2%.     

基于蒙特卡罗的光栅衍射条纹强度仿真预测

为更加形象、直观展现光栅衍射现象,了解光栅衍射条纹强度变化情况,研究基于蒙特卡罗方法和MATLAB的光栅衍射条纹强度预测方法。依照惠更斯-菲涅耳原理获取光栅衍射强度分布,利用蒙特卡罗方法随机模拟特点,使用MATLAB软件仿真研究光栅衍射条纹强度变化情况,通过各参数值变化获得相应衍射光强分布情况。研究时改变光栅缝数分析光栅衍射条纹主极大强度变化情况,改变光栅常数、缝宽以及波长等参数,分析光栅衍射条纹次极大强度变化情况。研究得出：光栅缝数越多,主极大越大,光栅衍射条纹强度越强,光栅衍射主极大强度受多条单缝衍射强度调制;光栅常数越大次级大强度分布密度越大,缝宽增加衍射现象变弱;波长变大光栅衍射谱线渐宽,锐度降低。     

基于小波变换的投影光栅条纹分析

投影光栅条纹相位法通常用于三维物体形貌的测量.采用小波变换直接提取单幅光栅条纹图像的相位分布,不需要进行相位展开,即可得到物体表面轮廓.给出了小波分析应用在空间载波光栅条纹相位分析中的理论推导证明、计算机模拟以及实验验证结果,讨论了小波分析的抗噪能力,证实了该方法的可行性.     

投影系统中高质量全息正弦光栅的研制

为了解决结构光三维测量系统中对高质量全息正弦光栅的要求,文章提出了一种高质量正弦光栅的制作方法,该方法可以方便地精确调整所需要的条纹频率和在线观测条纹质量;制作的光栅条纹平行度及均匀性好,光栅常数控制精确,而且畸变小,能获得良好的正弦性条纹分布。     

改进的复合光栅投影快速三维测量方法

提出一种新相移算法下的复合光栅投影三维测量方法.利用逆推法建立投影光栅模型,对投影仪投出的光栅进行预校正,保证投到参考面的条纹为标准的正弦分布.测量过程由具有相移的复合光栅到待测物体表面,CCD相机采集变形条纹图,将采集到的图像分离成3帧单色图,再由相位算法提取相位,通过高度映射公式恢复待测物体的三维面形.该方法有较好的抗噪性能,为动态在线测量奠定了基础.计算机仿真实验验证了该方法的可行性.     

新型无衍射栅型结构光投影系统

提出了一种用于相位法测量的无衍射栅型结构光条纹投影系统,以截面三角棱镜为主要光学元件来获取无衍射栅型结构光投影条纹.从理论上分析了栅型无衍射结构光的无衍射特性以及三角棱镜相关参数对条纹图样的影响,实验测量了系统观察屏上的条纹间距.理论分析与实验表明:该系统产生的无衍射结构光条纹的光强成正弦分布且对比度好,用于相位测量可以获得较高的相位分辨率,提高相位法测量的精度.整个系统光路简单、结构紧凑,有利于系统的集成与小型化.     

基于三角形光强分布光栅投影的三维测量方法

针对相位测量轮廓术中正弦光栅制作工艺复杂的问题,提出一种基于三角形光强分布光栅投影测量物体三维形貌的方法.测量时,将三角形光强分布光栅投影到被测物体表面,摄像机获取变形条纹图,通过系统参数和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过三角形光强分布光栅求解相位的公式.实验结果表明,提出的方法具有较高的精度和可行性.     

利用子区域拼接法实现大型物体的3D面形测量

利用Moir啨投影法测量物体的三维面型 ,由于其具有非接触性、测量精度高、自动化程度高及速度快的特点 ,已经广泛地应用于许多领域。但在测量大的物体时 ,由于受到光栅本身面积的限制 ,存在一些困难。针对这些问题 ,该文提出了一种条纹投影变换法 ,进行子区域拼接 ,并给出了条纹拼接算法 ,计算机仿真表明 ,这种方法是可行的。     

基于彩色光栅投影的相位测量轮廓术

提出一种新的基于彩色光栅投影的三维面形测量方法.将相移量为2π/3的RGB调制的正弦光栅复合成彩色光栅投影到被测物体表面,利用相移算法求解出相位,最终获得物体的三维数据.该方法只需一幅投影条纹图就可以完成三维测量,同时给出了理论分析和计算机模拟.     

激光衍射法测量低频液体表面波的参量

实验中实现了液体表面波光栅的光衍射,得到了稳定、清晰的衍射图样。改变表面波振幅,发现了各级衍射条纹的强度变化。理论上分析了表面波的光衍射效应,得到了衍射光强度和表面波振幅以及条纹的空间分布和表面波波长的关系。提出了测量液体的表面张力系数、表面波振幅、波长及波速等表面波参量的方法。该方法具有实时、无损和简单实用的特点。     

相位测量轮廓术中正弦光栅的构造及频谱分析

为了获得三维物体表面的正弦光强投影分布,提出了矩形光栅组合准正弦投影光场的方法。选择适当的光栅组合参数,可得到一个近似的正弦分划板。频谱分析和光学实验验证了设计的合理性。模拟了光栅投影的光强分布曲线,建立了组合准正弦光栅的数学模型,并对构造的准正弦光栅进行了频谱分析。其频谱分布与正弦振幅光栅的傅里叶变换频谱具有相同的特点。研究结果为刻划正弦光栅的设计和理论研究提供了有益的思路。     

倍频光栅的莫尔条纹研究

用傅里叶频谱分析方法研究了横向莫尔条纹中一个光栅倍频时莫尔条纹的变化，论证了倍频光栅形成的莫尔条纹方向与等周期两RoncK光栅形成的莫尔条纹方向相同，其周期与两小周期光栅的莫尔条纹周期相同，其对比度随倍率的增加而减小的特点，呈现莫尔条纹效应的主要是等栅距光栅和二倍频光栅，介绍了产生倍频光栅的一些方法，如采用滤波的方法，消去光栅的0级衍射波，形成倍频光栅；采用球面波照明光栅，形成倍频的光栅的自成像等，举例说明了其应用，这些应用表明二倍频光栅莫尔条纹可使结构紧凑，测量简单，或使分辨率提高一倍。     

利用Matlab实现光栅衍射可视化教学

通过Matlab编程研究透射光栅狭缝数对衍射光强分布的影响,结果发现：主极大的宽度随狭缝数N的增大而减小,其强度随狭缝数N的增大而增大;当N越大,次极大明纹的线宽越小,其光强越弱;当N很大时,次极大似乎完全消逝,形成明锐主极大的宽广连续暗的背景。这一结论,为光栅设计和优化提供较强的理论依据,对光栅衍射及其实验教学具有一定的应用价值。     

Fourier方法分析Moire条纹

该文用Fourier光学方法分析了分离一定距离的2个Ronchi光栅产生的Moire条纹。在第二块光栅后面直接观察,所得Moire条纹实质上为多光束干涉条纹。在第二块光栅后面加上滤波系统,适当滤波后,Moire条纹成为三光束干涉条纹或双光束干涉条纹。文中对滤波后的Moire条件进行了理论分析,给出了零号频谱滤波和Ⅰ号频谱滤频波下Moire条纹的方程和对比度,得到条纹的方程和对比度与两光栅间距的关系,并给出了与理论相一致的实验结果。     

高精度长光栅动态检测的新方法

根据双频激光干涉测量原理，针对进口设备HP5528激光干涉仪不能进行动态检测的缺点，提出了一种改进HP5528激光干涉仪并实现高精度长光栅动态检测的新方法，论述了长光栅长度误差的检测和长光栅莫尔纹信号质量的检测，其中包括激光信息处理、信号采集、计算机接口和算法。该方法不仅可以检测光栅尺的精度，还可以通过信号分析了解光栅尺制造过程中的误差源对光栅尺制造精度的影响，也可以实现对磁栅、线纹尺等长度计量元件进行高精度动态测量。     

光栅条纹最小偏向角的研究

在光栅方程的基础上,利用矢量法和标量法证明了只有入射角与同侧某一级明条纹的衍射角相等时,该级条纹的偏向角为最小偏向角。通过实验数据计算波长,比较结果可知,实验中入射角与衍射角虽然不完全相等,但在相差不超过1°的前提下,可以认为满足最小偏向角的条件。通过对光栅条纹最小偏向角的研究,可以大幅度提高光波波长测量精度,避免了调节垂直入射这一复杂的步骤,将物理实验化繁为简,使实验结果变得更加清晰明朗。     

利用线性元件制作圆光栅的原理及方法

运用菲涅耳双棱镜法在单色光中获取干涉条纹的原理,设计圆锥线性元件,并利用线性元件制作圆光栅,给出了光强分布情况和制作条件与步骤．该方法制作效率高,成本低,制作方法便捷,杂散光低、刻划面积大、槽密度高、消像差并在较宽光谱范围内衍射效率变化平稳．     

啁啾相位掩膜板的衍射特性研究

相位掩模制栅法是光纤光栅的一种重要的制作方法。而相位掩膜法的基本原理是紫外激光通过掩膜板后产生衍射条纹，使光敏光纤产生轴向折射率的变化，本文重点分析啁瞅相位掩膜板的衍射特性及板后的干涉光强分布以便指导设计符合光波分复用技术要求的光纤光栅产品。