二次曝光双光束散斑干涉新现象及其论证

本文在前人研究的基础上,通过双光束散斑干涉实验发现了一些新的物理现象,在同张双光束散斑干涉图中,同时记录有等同于单光束散斑照相的信息;干涉条纹受照相条纹的调制等。本文对上述现象作出了从数学、物理方面论证,得到了一些有益的结论。     

基于电磁场积分方程数值求解法的光学近场散斑及其一阶统计特性

从简谐光波满足的Helmholtz方程出发, 将由Green定理得到的介质分界面上光场的积分方程转化为以表面上的光场及其导数为未知量的线性方程组, 并对其进行数值求解, 实现了介质分界面上光场的严格数值计算. 对光波经随机自仿射分形表面散射后在近场光学区域内产生的光强进行计算, 研究了近场散斑的传播特性以及对比度和光强概率密度函数的演化特性. 近场区域内的散斑与传统衍射区和成像系统中散斑场的特性具有很大的不同: 散斑光强分布中具有局域起伏, 并且这种起伏在经过一个波长的起伏后消失；对于较小的横向相关长度的表面, 散斑对比度在近场区域附近达到饱和值, 而散斑场也接近Gauss散斑. 当表面的横向相关长度较大时这种转化则比较缓慢.     

单幅相位图的二维位移分离技术与图像处理

提出了利用单幅电子散斑物体变形相位图分离二维分量的方法.传统电子散斑干涉技术测量得到的是物体变形的混合相位场.当物体具有对称变形时,可通过图像处理的方法,获得二维变形的分量值.利用三点加载的简支梁进行了实验,给出了实验结果,验证了该方法的正确性,该方法保持了传统电子散斑干涉系统的简单、稳定、便于应用的优点,并进一步得到了二维场分量的信息.     

数字散斑相关技术在扫描电镜三维重构中的应用

将数字散斑图像相关技术应用到扫描电镜的三维重构中.首先,用扫描电镜获取试样的立体像对,应用立体摄影测量技术计算出高程.分别用显微硬度压痕实验数据和体积不变原则,对三维重构计算结果进行了验证,完成了对刀具磨损面的三维重构和成分分析.结果表明:扫描电镜三维重构与验证结果相吻合,基于数字散斑相关的扫描电镜三维重构技术可以准确...     

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。     

双片双光束散斑干涉法

作者在本文中首次提出双片双光束散斑干涉法,并成功地进行了实验.实验表明:其干涉条纹分布与二次曝光双光束散斑干涉条纹分布相同.这与本文理论推导得到的结论完全一致.但双片法相对于双曝光法具有减少量测工作量和降低累积误差,并可以在自然光下准确加载等优点.     

超多孔激光散斑干涉技术

本文在多孔法基础上提出用超多孔光阑装置进行散斑记录。实验结果表明,超多孔法克服了多孔法存在的某些缺点,使位移测量范围扩大,灵敏可调性增加,尤其对模型位移事先不易估计的实验,该方法是行之有效的。     

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。     

散斑空间尺度及动态散斑分析

以干涉、衍射及散射理论为基础介绍了散斑的形成、分类,并根据杨氏干涉及菲涅尔衍射理论.推导出静态散斑横向尺度及纵向尺度,给出了散斑的空间形状并对静态散班和动态散斑作了分析,总结出动态散斑三个衍射带的基本特点。     

散斑空间尺度及动态散斑分析

以干涉、衍射及散射理论为基础介绍了散斑的形成、分类,并根据杨氏干涉及菲涅尔衍射理论.推导出静态散斑横向尺度及纵向尺度,给出了散斑的空间形状并对静态散班和动态散斑作了分析,总结出动态散斑三个衍射带的基本特点。     

漫射面作轴面位移时散斑图样的变化

当漫射面作轴向位移时，在一般情况下，自由空间中的散斑图样将发生复杂的变化，但在一些特殊的情况下，只发生相似变化，作者从波动光学理论出发进行了理论计算。     

DSCM中摄像机光轴与物面不垂直引起的误差分析

该文研究了数字散斑相关方法(DSCM)中由于摄像机与被测物面不垂直而引起的误差。首先从成像原理上进行分析,得出当位移和偏差角度比较小时,误差分别与它们成线性关系。为验证这一结论,提出了引入摄像机成像模型的数字模拟散斑图像生成方法;采用数字散斑相关方法,对模拟散斑图像进行计算,计算的结果与理论分析的误差公式结果非常吻合。基于数字散斑相关测量灵敏度为0.01像素,要求不垂直度或被测平面的平面度应小于5,°这也是二维数字散斑可否用于曲面测量的判据。     

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.     

Digital Speckle Technique Applied to Flow Visualization

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｉｎｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｆｌｏｗｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[1].Ｔｈｅｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅ…     

漫射表面转动对像面散斑图样的影响

当漫射表面发生转动时，像面散斑将发生复杂变化，即使转动角度较小，前后两个散斑图也不只是发生平移的简单关系，应用菲涅耳衍射理论的对引进行了计算。     

孔边残余应变与疲劳循环次数相关性实验

对有限宽中心带孔拉伸试样进行疲劳试验.在疲劳加载过程中,按一定的疲劳周次在零载荷状态下停机,并采集试件表面上预先制备的白光散斑图.再应用数字散斑相关技术测量了不同疲劳循环次数后孔周的残余变形场,并给出了孔边最大残余应变与疲劳循环次数的关系曲线.     

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。     

漫射表面的转动对自由空间散斑图样的影响

当漫射面发生转动时，一般情况下自由空间中的散斑图样将发生复杂的变化，但在一些特殊情况下，只发生平移变化，从波动光学理论出发对此进行了理论计算，其结果与实验观察相符。     

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。     

激光散斑二次曝光干涉法测量微小位移和形变

分析和讨论了激光散斑二次曝光干涉法测量微小位移和形变的原理及方法,提出了位移散斑图是该测量方法中的关键因素。