用变频条纹图扫描技术测量陡峭物体的三维轮廓

针对传统条纹投影方法不能测量陡峭物体三维轮廓的问题，提出了一种基于相移的变频条纹图扫描测量技术．采用投影装置投射一系列频率随时间变化的正弦条纹图到被测物体上，且在每个频率下完成相移条纹扫描．用电荷耦合器件(CCD)和图像采集卡记录这些变形的条纹图，对这些条纹图沿时间轴提取相位并进行处理，可以得到图像上每个像素点的相位和沿时间轴的相位变化率，由此得到的每个像素点的相位值在像面内都是相互独立的，而相位变化率包含物体的高度信息，因此可以得到物体的三维轮廓．实验证明，该技术能够成功地测量陡峭物体的轮廓．     

一种新型的宽带紫外光纤

报道了一种新的宽带紫外光纤。首次利用条纹相机和皮秒激光脉冲，测得该光纤的带宽高达２６．６ＧＨｚ。     

基于视觉测量的多光平面的再标定

由多条纹结构光投射器与CCD相机组成的视觉系统，广泛应用于非接触在线测量领域．针对该系统存在的一旦投射器和相机的相对位置发生变化就需要再标定位置参数的问题，提出了只需标定其中的一个或两个光平面就可实现其他光平面的自标定的方法。该方法简单实用．     

面向光学三维测量的非均匀条纹生成方法

针对投影条纹间距比较小和被测表面法向处于变化范围较大的状态时局部条纹形变严重、分布密集,甚至出现条纹间重叠干涉现象,导致相位求解、条纹中心提取等方法失效的问题,提出了一种非均匀投影条纹生成算法。先利用投影均匀条纹到被测物体上,对相机采集图像中局部条纹分布密集的区域进行相位梯度调整,再运用反向条纹投影原理计算出非均匀投影条纹。对投影均匀条纹和非均匀条纹到被测物体表面进行光学三维测量,仿真和实验结果表明:当测量精度均达到50μm时,投影均匀条纹测量时有7.2%的数据点丢失,投影非均匀条纹时仅有0.24%的数据点丢失,基本上解决了局部条纹变形严重、分布密集导致点云丢失的问题,从而保证测量数据的可靠性。     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述．首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍，然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统．文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法，模跳测量法，合成波长测量法，拍频测量法，光回馈水平差异测量法，分区细分法．条纹计数法最易于实现，系统最简单，但分辨率低，一般为半个光波长．模跳测量法利用跳模原理进行测量，分为开环和闭环模跳测量法两类，所对应的分辨率分别为40和50nm．合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量，测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高．拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量，系统的分辨率为5nm．光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈，实现系统的分辨率为20nm．分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点，对条纹交叉结果进行分区，能实现分辨率为八分之一光波长．文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍，对各自系统的优缺点也进行了评述．     

基于拍频莫尔条纹的长焦距测量方法

采用两个光栅，通过透镜会聚作用，使一个光栅的泰伯像与另一光栅重叠产生拍频莫尔条纹，利用拍频莫尔条纹数的测量来获得长焦距透镜的焦距；推导了基于拍频莫尔条纹的长焦距透镜焦距测量公式，分析了影响焦距测量的因素与误差，并用实际的光学实验证实了本方法可进行长焦距透镜焦距的高精度测量．     

一种新的直线度误差测量装置

利用改进的洛埃镜干涉装置，设计了由直线度误差使洛埃镜偏转，通过改变等效双狭缝间距，进而改变干涉条纹间距的新的直线度误差测量方法．由导出的直线度误差与干涉条纹间距之间的关系，并用最小包容区域法对直线度误差进行评定．测量结果表明，新的直线度误差测量方法是可行的．此方法特别适用于短距离连续空间直线度误差的测量，并且测量系统具有结构简单、操作方便、精度高、应用范围广等优点．     

光学工程概述

介绍光学工程在光测量和光纤通信中的运用及未来的发展趋势.光测量主要通过激光发生干涉(衍射),利用干涉(衍射)条纹的级次进行定标、精确测量,利用零级条纹色偏最小原理,对条纹级次进行自动判断;利用光脉冲的高次谐波,测量电场.光通信主要介绍了相干光通信技术、波分复用技术、拉曼光放大器、及全光网络.     

基于LabVIEW的条纹图像处理技术

条纹相机获取的条纹图像含有被诊断的超快激光脉冲的重要信息，对条纹相机输出的条纹图像进行处理就是要获取被诊断超快激光的激光脉冲能量、激光脉冲半宽时间、激光脉冲上升时间、激光脉冲下降时间和激光脉冲间距时问信息。条纹图像处理采用首先去除条纹图像背景灰度，然后取条纹图像列平均灰度作为计算激光时间参数的方法，最后采用LabVIEW这种图形化语言编写了条纹图像处理程序。对典型条纹图像处理的结果表明基于LabVIEW的条纹图像处理技术不仅节约开发时间而且实用性强。     

光栅莫尔条纹的辨向和细分电路研究

光栅式测量系统产生的莫尔条纹，对位移量的测量具有较高的分辨率，但不便于相对位移的测量．通过对莫尔条纹光电测量的研究，实现了辨向及细分功能．将电子技术与光栅测量系统结合，对提高测量性能，降低成本，实现测量自动化，具有一定的实用性．     

减小光栅传感器测量信号误差的研究

在光栅传感器测量系统中，为了提高测量信号的精度，需要对系统输出信号的误差进行研究。介绍了莫尔 条纹的产生和光栅传感器测量系统，对测量系统的误差进行了分析，提出了利用基于误差修正技术的光栅测量系 统减小光栅测量信号的系统误差的方法，以及利用滑动平均滤波与中值滤波结合的方法减小动态莫尔条纹信号中 的随机误差，总结了设计光栅传感器测量系统的关键技术。仿真结果表明#混合滤波方法可以有效地减小动态莫 尔条纹信号中的噪声干扰，且算法简单。     

小角度干涉条纹移动测量法

要 本文阐述具有角度的工件在干涉显微镜下移动，造成光程差的变化，从而引起干涉条纹的移 动。通过测量工件的移动量和干涉条纹移动量之间的关系计算工件角度．这种方法比起一般干涉 条纹不动的测量法可扩大测量范围、提高测量精度，使用也较方便．文中列举几个测量实例和数 据，并分析其测量精度。     

光弹材料条纹系数测定的实验方法研究

光弹性法在工业界和生物医学工程中得到了广泛应用，实验前都要测量材料的条纹值，为后续的应力-光学定律中用于求解主应力差值。为了测定光弹性材料条纹系数，利用数字光弹仪分别对梁试件、圆盘试件分别进行了实验测试，得到了暗场的光弹性条纹图，利用采集的条纹图和相应的理论公式进行了条纹值的计算。结果表明，利用圆盘试件所加载荷条纹级次多，所测结果较为精确，并且加载简单易于操作。     

基于频闪激光光栅条纹的发动机叶片曲面测量

航空发动机叶片的点云数据三维重建是叶片加工和修复的必要步骤,为此提出一种基于频闪激光光栅条纹的叶片曲面重构方法.频闪激光光栅投射装置投射出的光栅条纹具有高精度、高分辨率和高亮度的特性,且条纹刷新快.使用相位–高度测量模型,通过标定得到频闪激光光栅投射装置到相机的距离和到参考平面的距离.首先,用量块的高度测量实验,验证了测量系统的精度,均方根误差(RMSE)为0.07 mm;其次,实现发动机叶片曲面的测量.实验结果表明:将频闪激光光栅条纹用于叶片曲面测量可以得到很好的重构效果.     

离面位移导数场测量的白光方法及其条纹锐化

利用单色光条纹图像的非相干叠加，提出了离面位导数场测量的一种白光方法，改进了云纹条纹结构，实现了暗条纹细化，给出理论推导过程，并就条纹的形成机理，结构特点和一些参数条件进行了讨论。     

用于本地时标系统的铯原子喷泉钟研制

研制了一套铯原子喷泉钟系统作为精密重力测量国家重大科技基础设施的本地时标,并最终溯源到国际单位制“秒”定义．描述了铯原子喷泉钟的整体设计方案,包括真空物理系统、光学系统、微波综合链和电子学控制系统．实验上实现了原子的上抛和捕获,成功地扫描到Ramsey条纹．获得的Ramsey中心条纹线宽0.911(2)Hz,条纹对比度约为90.8%．通过将喷泉钟本地振荡器锁定到Ramsey中心条纹,并与氢钟比对,测得铯原子喷泉钟的频率稳定度为3.2×10^-13τ^-1/2(τ为测量时间)．同时讨论了影响频率稳定度的各贡献项及后续提升方案．     

蓝宝石衬底表面微观缺陷检测与深度估计

文中将线阵相机扫描技术与垂直扫描白光干涉技术相结合,对蓝宝石衬底表面的微缺陷进行定位和深度评估.首先,利用线阵相机测量设备进行全场扫描,获得全场图像;然后,通过提取质心坐标来检测微缺陷的位置坐标;最后,在白光干涉测量系统中重建微缺陷的三维形貌,识别缺陷类型,提取缺陷深度信息.结果表明:线阵相机测量系统扫描直径为10.16 cm的蓝宝石衬底表面只需10 s左右,而白光干涉测量系统检测一个微缺陷大约需要76 s,检测到的最深缺陷深度为7.09 μm,共发现13个缺陷(10个凹坑和3个裂纹或划痕)并定位在蓝宝石衬底表面.实验结果表明:该方法能准确定位蓝宝石衬底表面的微缺陷并提取其深度.     

基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.     

用像面全息二次曝光法测量温度场的研究

提出了一种新的测量温度场的光学方法，即像面全息二次曝光法．利用该方法，测量并分析了轴对称温度场的分布情况．结果表明，该方法可以减小检测时反射波的影响．通过增强物光强度，可以提高干涉图样的对比度．同时在白光下可再现温度场的干涉条纹，从而得到不同输入功率下直线热源的干涉图样，实现了温度场的可视化．     

基于条纹反射测量技术的太阳能热发电聚光镜面形检测方法研究

提出了基于条纹反射测量技术的太阳聚光器面形检测方法,使用投影仪在光屏上投射黑白相间的正弦条纹,经被测镜反射后成像于相机,采用四步相移算法计算像面上和光屏上点的对应关系,然后运用迭代算法拟合被测镜方程及镜面上各个点法线方向。面形测量精度达0.2 mrad。试验验证了测量方法的正确性和可行性,研制了测量设备原理样机,并进行了相关测量试验,结果表明,测量设备达到了国际先进水平。