超快激光散斑场的时空相干特性

将超快激光应用到对散斑现象的研究领域.首先从散斑统计理论和光的相干性角度出发,给出入射飞秒脉冲的自相关函数分布及光强经过粗糙随机表面后的光强演化形式.从实验上通过用飞秒激光脉冲光源照射粗糙的随机表面衍射屏,得到了一系列明显区别于传统普通的连续光形成的散斑场.在超快散斑场中出现了纤维辐射状的结构,散斑图样整体呈由中心光斑状向四周辐射形成条纹状光斑的分布.     

激光显微图像散斑对比度分析

目的研究消除激光作为显微系统光源时产生的散斑。方法采用476nm蓝色激光作为光学显微系统照明光源,利用光纤振动法对激光显微图像散斑进行消除,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面和DVD-R盘片进行显微成像,并对光纤在不同振动电压下的显微图像散斑对比度进行了分析。结果在1.1V振动电压下抛光玻璃表面的散斑对比度最小为23%,在相同条件下DVD-R盘片显微图像散斑噪声较小。在一定振动电压下散斑消除效果明显、成像较为清晰。结论比较传统方法,其优点在于不仅消除了散斑,同时光纤对激光光束也起到了匀光作用,可便于图像存储。     

高温条件下物体面内位移的非接触式检测

应用数字图像相关方法对高温条件下物体面内位移场进行快速、高精度测量.采用532 nm面阵激光作为照明光源配合532 nm窄带滤波与可调式衰减片组成的光学处理系统,很好地解决了高温情况下成像难题.介绍了人工散斑的制作方法,采用耐1000℃高温的高温墨作为散斑的制作原料,制作了可在1000℃高温情况下清晰的利于图像相关计算的散斑图.搭建了高温条件下物体面内位移的检测系统,分别做了常温下亮度不同的千分尺移动位移检测实验和喷灯对钢板持续局部加热到1000℃热变形场的测量实验.实验结果证明本系统具有抗干扰能力强、计算精度高以及便于实现的优点,可用于常温及高温条件下物体位移或变形场的测量.     

激光散斑引起的波前探测误差及误差消除研究

激光具有较高的能量且单色性较好,因此被广为应用在弱光波前探测系统中。但激光的强相干性产生的像面散斑会造成CCD面阵上的光强无规律分布,导致波前重构质心算法的错误,进而降低波前像差探测的精度。分析了激光散斑降低波前探测精度的原因,并尝试用旋转散射体、多模光纤耦合及随机位相板等多种组合方法消除激光散斑,提升波前探测精度。评估几种方法对光强、光均匀性及消除散斑的效果进行对比分析、优化设计激光为光源的波前探测消散斑系统。最后利用随机位相板与多模光纤耦合的方法有效消除激光散斑,并进行消散斑前后的波前探测。该消散斑系统可有效消除激光散斑并提升波前探测精度,大幅提升了激光光源在自适应光学领域的应用性。     

基于数字散斑自相关技术的微位移测量

通过散斑照相实验,得到粗糙表面在激光照射下的散斑场,移动粗糙表面,记录位移前后的散斑图像,利用数字散斑相关方法分析散斑图像,即可确定粗糙表面的位移。理论分析和实验结果表明,数字散斑相关技术可以很好地实现测量带有粗糙表面物体的微小位移,精度可达微米级。     

动态斑纹图用于眼屈光测量的物理机制

用动态激光散斑斑纹来检查和测量人眼屈光,实验证明快速、简使、准确。此法必将取代现有对人眼“屈光不正”的检测手段。当激光照射漫射屏时,因其相干性好,在漫射屏后的整个空间形成随机分布的散斑场(空间不规则干涉点阵)。如果照射漫射屏的激光波长位于可见光范围内,这种散斑场则可用人眼看见。实验证实,人眼注视的这个散斑场斑纹图,在漫射屏沿注射方向左右移动时,人们将因眼屈光的不同而看见不同的斑纹移动状态。所见斑纹移动和漫射屏移动方向一致是远视眼;     

一种立体图象的记录和观察的新方法

文[1]利用两个方向的激光定向散斑分别载波左右图象,按此方法制得的立体图片本身内含了一个立体重现机构,因此,可以在任何白光源下,无需任何辅助光学设备就可观察立体图象.由于本方法不用全息技术,所以对实验条件要求低,工作台无需防震.本文分析了此方法的基本原理并给出了实验结果.     

水导激光加工光源选型与材料蚀除研究

水导激光加工系统中光源的输出参数对其加工能力有极为重要的影响.为进一步拓宽水导激光加工的应用领域,针对光源选型问题,建立了激光与水相互作用的物理模型.利用龙格库塔方法对不同脉宽和波长的激光辐照下水中焦点区域自由电子密度的演变过程进行数值模拟计算,探究了多光子电离、雪崩电离、电子扩散以及电子重组等物理进程对自由电子密度的影响,明确了不同激光参数下水的理论击穿阈值,并进行相应的实验验证.在此基础上选取合适的激光光源进行水导激光刻划304不锈钢的实验.结果表明,合适的激光光源可以在提升激光与水射流耦合效率、降低耦合损耗的同时,抑制加工过程中形成的热缺陷,实现高质量的水导激光加工.      

夫琅禾费单缝衍射中疑难问题探讨与解析

讨论了夫琅禾费衍射实验中,在普通光源与激光光源照射条件下,如何理解夫琅禾费单缝衍射实验装置的不同,主要从理论及实验实例两方面分析了满足单缝衍射实验装置实现夫琅禾费远场衍射的条件.     

基于激光自混合散斑干涉的微小流量检测

为实现对激光自混合散斑干涉的微小流量的检测,提出了一种基于激光自混合散斑干涉检测方法。 通过检测得到自混合散斑干涉信号,并对信号进行频谱分析得到流体的平均频率,利用平均频率与流速的拟合 直线进一步获得流量与平均频率的关系,从而精确求解流体微小流量。理论分析和实验表明,该方法可以简单 高效测量微小流量,测量相对误差小于1． 13%。     

激光显示中的散斑抑制技术

针对半导体激光器作为背光源的液晶显示器背光模组, 应用TN型E7液晶构建抑制散斑装置, 并分析频率与电压对散斑抑制效应的影响. 结果表明, 散斑对比度由6.52%降为2.80%, 使人眼无法察觉散斑.     

透明土土体变形测量系统中激光散斑图像的获取

透明土试验技术实现了土体内部可视化,其变形测量的获取目前多通过与透明土相适应的透明土土体变形测量系统进行。该系统利用片状激光实现了对透明土的内部切片观察,通过获取激光散斑图像结合图像处理方法分析得到土体变形的情况。但是该系统在获取散斑图像时并没有考虑到激光在透明土试样内的散射特点及其对散斑图像的影响,存在一定的局限性。对此,通过对透明土中激光散射现象进行观测,归纳了透明土中激光散射的特点,并就激光散斑图像获取进行分析改进,同时应用图像处理技术解决了图像获取过程中可能产生的变形问题。     

用激光散斑计量术研究聚乙烯的破坏行为

首次将激光散斑计量术应用到具有大变形,粘弹性的高分子材料——聚乙烯的力学破坏行为研究中。对单边开裂纹的试件,用散斑计量术精确地测量裂纹尖端感兴趣点的位移,方便地得出裂纹张开位移随载荷变化曲线,并对裂纹尖端的位移场作了全场分析。为高分子材料的宏观破坏研究提供了一个新的有效手段。     

激光散斑双片法测量线膨胀系数

针对提高散斑测量精度,简化测量方法,提出了激光散斑双片叠加测量法,用此方法成功地测量了固体的线膨胀系数。     

磁流体显示器件光学性能的激光散斑表征

提出了一种利用激光散斑表征磁流体显示器件光学性能的方法。阐述了磁流体显示器件的工作机理及显示过程中磁微粒的运动过程,将其运动模型简化为简单的几何模型,利用散斑相关方法测量了磁微粒的堆积过程;同时,利用散斑图平均对比度方法研究了磁流体薄膜表面形貌的变化过程。实验结果表明:激光散斑方法是一种表征磁流体显示器件光学性能的有效手段。     

Matlab在激光水下图像处理中的应用

 水下激光成像技术在水下探测等海洋开发中具有重要的实用价值,但水介质的特殊性,使其所成图像易受噪声污染而造成分辨率下降。即使采用同步扫描和距离选通等技术,获得的成像质量仍然不好,图像存在由后向散射形成的散斑噪声和其他一些高斯噪声。为了进一步改善成像效果,需要利用数字图像处理技术对水下成像进行后续加工,水下图像处理结果的好坏直接影响到后面的特征提取和目标识别等的成败。本文分析了Matlab在数字图像处理中的应用, 并结合对激光水下图像的处理,说明了Matlab在图像处理中的强大功能,对常用的噪声抑制算法：维纳滤波、中值滤波、均值滤波进行了介绍,并且通过对实际的激光水下图像处理,利用以上各算法计算了处理图像的散斑指数、峰值信噪比和归一化均方误差,比较了其散斑抑制能力。     

频闪激光散斑散焦照相法测量板结构动态变形

提出了用频闪激光散斑散焦照相法分析结构动态特性的新技术．应用该技术可获得优质的全场散斑条纹图，并可用逐点滤波法进行精确定量分析．讨论了如何选择激光脉冲宽度的方法．给出了频闪激光散斑散焦照相法的实验结果．     

记录激光散斑照相的三环孔径法

提出用三环孔径记录激光散斑照相．结果表明．此种方法与环形孔径及双环孔径法相比较．进一步提高了散斑图衍射晕边缘的光强．且腰部暗区消失，提高了测量的准确性．     

计算机芯片二维模型自然对流散热的激光散斑法研究

本文介绍了带凸台竖直平行通道的自然对流的散热问题,给出了激光散斑杨氏干涉条纹的照片,绘制了不同情况下的温度分布曲线,整理出了换热的准则关系式.