数字散斑的仿真建模与变形场测量

合理构建像面散斑的数字模型,可以精确产生位移和变形场的数学仿真散斑图,为求解亚像素位移或变形的算法研究构建一个软件分析平台. 从物体粗糙表面的随机分布出发,基于光学成像系统高斯点扩散函数模型,构建了像面散斑的成像模型,对变形前后的随机表面产生的像面散斑进行了模拟和变形场计算. 提出在找相关峰值时用局部区域进行搜索,减少了运算时间,避免了相似峰的出现.     

数字散斑的仿真建模与变形场测量

合理构建像面散斑的数字模型,可以精确产生位移和变形场的数学仿真散斑图,为求解亚像素位移或变形的算法研究构建一个软件分析平台。本文从物体粗糙表面的随机分布出发,基于光学成像系统高斯点扩散函数模型,构建了像面散斑的成像模型,对变形前后的随机表面产生的像面散斑进行了模拟和变形场计算。文中提出在找相关峰值时用局部区域进行搜索,减少了运算时间,避免了相似峰的出现。     

像平面散斑场相位差的统计性质

运用弱散射体产生的部分显现散斑场相位差自由标准偏差的近似表达式，计算和分析了由单会聚透镜成像产生的像平面部分显现高斯散斑场相位差的自由统计性质。     

形成正态散斑条件的计算机模拟研究

对形成正成散斑的两个条件进行了计算机模拟，结果表明，当表面高度起伏的标准偏差σｋ〉１．２λ，有效漫射面元数目Ｎ〉８时，就能产生正态散斑，在此条件下表面的个体结构对产生散斑无影响。     

偏振激光散斑的相关性研究

采用发送一束线偏振激光产生散斑的方法，研究线偏振激光散斑“平均椭圆偏振”激光散斑以及非偏振激光散斑的相关性和精细结构。指出：当漫射器为一片毛玻璃时，散斑激光是线偏振的，其方向与入射激光束相同；当漫射器为涂无光白漆的毛玻璃时，散斑激光是部分或全部退偏，涂层越厚，退偏越甚。对于强线偏振散斑场，当偏振方向改变时，散斑的粗细结构无明显变化，即使是两个正交方向上的散斑图，也保持良好的相关性。对于非偏振散斑场     

超快动态散斑相关函数的理论研究

将散斑场现象的研究推广到超快领域，从超快激光谱分析和散斑统计理论出发，推导出了超快散斑光强自相关函数。由此研究了超快动态散斑随时间和空间的演化规律，发现了超快散斑的一些基本特征，如散斑颗粒中存在干涉条纹结构及其空间周期随时间减小等，其实质在于等效的散射孔径为物面上两个不断向外扩展的对称孔径，它们之间的距离不断增大，从而使相应的观察面上的光波产生干涉而导致散斑结构中出现干涉条纹，并且干涉条纹的间距不断减小，表现为散斑自相关函数呈现不断加快的振荡。     

激光散斑场纵向平移时的频谱分析

本文用实时散斑干涉法证明了当散斑场纵向平移时在其频谱面上可产生宏观干涉条纹,并对此做了理论分析,给出实验结果。     

动态散斑场相关函数及运动形式分析

通过对单透镜系统动态散斑场相关函数的分析,给出了动态散斑场相关时空域和判别散斑场运动变化形式的方法。     

研究散斑场相位差统计性质的新方法

提出了具有一般性的新的理论方法,研究散斑场相位差的统计性质.根据相位差和散斑复振幅的关系,得到了散斑场相位差标准偏差的一般性表达式.用这种新的方法研究了衍射场高斯散斑场相位差的统计性质.     

大型混凝土梁全场变形测量中数字散斑场的制作和应用

为了在大型试件表面制作高质量散斑场、保证数字图像相关测量时散斑场的一致性,采用具有操作简单、环境污染小、散斑质量高、易于重复等优点的水转印方法在大型钢筋混凝土薄腹梁试件表面制作优化数字散斑场.该方法将电脑生成的数字散斑场转印到试件表面,无需喷漆制作散斑场.实验结果表明,采用水转印方法制作的散斑场在测量精度、计算速度、抗噪能力方面均优于采用喷漆方法制作的散斑场.水转印方法适用于在混凝土表面制作高质量数字散斑场.采用该方法可以扩大数字图像相关方法使用范围,提高数字图像相关方法的测量精度.     

Digital Speckle Technique Applied to Flow Visualization

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｉｎｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｆｌｏｗｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[1].Ｔｈｅｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅ…     

单频散斑光栅膜研测面内位移场

本报道了利用作研制的一种新的光学元件－单频散斑光栅模进行面内位移场测量的方法及原理。     

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.     

多模光纤斑纹场及其应用

本文研究了He-Ne 激光照明的单根多模阶跃折射率型光纤及多模光纤束产生的斑纹场的特性,讨论了不同芯径的光纤组成的多模光纤束产生的斑纹场之间的差别,并将它们与毛玻璃板斑纹场进行了比较.通过实验验证了所得结论的正确性,证明了多模光纤束辐射的斑纹场可以用于光学测量和信息处理.     

数字散斑相关方法在实验力学中的适用性

数字散斑相关方法是近些年来新兴的一门利用图像处理技术来计算物体的位移及变形的方法,具有全场测量、非接触、光路相对简单、测量视场可以调节、不需要光学干涉条纹处理、可适用的测试对象范围广、对测量环境无特别要求等优点,对此利用3个基本的实验,刚体平动、橡胶材料拉伸、三点弯梁实验,验证了数字散斑相关方法在大位移及变形测量中的适用性.     

数字散斑相关方法的建筑力学分析应用研究进展

 数字散斑相关方法,作为固体材料表面变形测量方法,是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其他变形测量方法相比,具有灵敏度高,测量准确等一系列独特的优越性,在建筑工程变形测量及力学分析中得到较快的发展。本文阐述了数字散斑方法的基本原理,重点综述了数字散斑方法在混凝土、沥青材料、硅酸盐水泥、复合材料、负泊松比防爆材料等建筑材料以及混凝土结构、桥梁结构、岩土结构、木质结构等建筑结构力学行为测量与分析中的应用进展,总结并展望了数字散斑方法在未来建筑材料与结构在服役过程中有效监测的应用前景与发展趋势。随着数字散斑相关方法的测量精度与速度大幅提升,结合光纤技术与计算机模拟等方法,建筑材料与结构三维实体的微观力学行为有望实现全方位实时监测。     

内应力在线测量的电子散斑图像采集和处理系统

通过设计基于电子散斑的内应力测量图像采集与处理系统,为毛坯内应力场的自动测量奠定了硬件和软件的基础。研究散斑条纹处理的算法,根据散斑条纹噪声产生的原因以及设计的测量光路的特点,提出了条纹去噪和条纹校正的算法,利用该算法对条纹进行处理,获得了清晰有效的条纹。     

基于数字散斑技术的桥梁检测

电测法作为常见的应力应变测量方法有许多的优点,但也有一些缺点,而数字散斑方法在远距离情况下仍能获得足够的光照度,具有延长散斑计量的距离,保证足够的测量灵敏度等优点.提出了将数字散斑方法与ANSYS计算相结合来检测桥体变形的方法,该方法较其他光学测试方法以及电测法具有较强的实用性和较快的计算速度及较高的精确度.     

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。