散斑干涉相关条纹的交叉熵方法研究

现代电子散斑干涉计量过程中,状态变化信息的相关条纹表征对后续待测信息的提取起着重要作用,直接影响到后续处理的难度和信息提取的质量。本文根据交叉熵的基本概念和散斑干涉计量过程状态变化信息表征基本原理的分析,提出了一种新的相关条纹图生成方法－交叉熵法,通过详细的理论推导和应用效果的定量分析表明交叉熵方法所产生的相关条纹与减相关条纹在本质上是一致的,提出的方法完全有效。同时,由于交叉熵条纹表征方法融入了自适应同态滤波,与减条纹相比具有更好的条纹图对比度、较低的散斑指数和更好的包裹相位信息提取质量。     

载波散斑相关条纹的调制频率

针对载波电子散斑干涉(CESPI)偏转物面调制法出现的载波相关条纹的调制频率(f)的合理取值问题,通过CESPI迈克尔逊测量系统光路图分析了偏转角(Δα)与调制频率之间关系,根据散斑大小与散斑空间位移间的相关约束条件,推导出载波相关条纹调制频率的极大值公式;根据载波相关条纹图的频谱分离要求,推导了载波相关条纹调制频率的极小值公式.为了有效提高调制频率,提出了一种基于偏转参考镜面的调制方法,并建立了几何光路模型进行理论分析.实验结果表明:该方法能克服散斑尺寸对调制频率的约束,可以有效提高载波相关条纹的调制频率,特别适用于大载荷形变的CESPI测量.     

Matlab在ESPI离面位移图像处理中的应用

采用电子散斑干涉法开展了测量拉伸条件下含硬夹杂物板的离面位移的实验研究。其中,用MATLAB对实验中所获取的散斑干涉条纹图进行了直方图均化、灰度调整、频域低通滤波、二值化分割数字图像处理,得到清晰的干涉条纹图。其条纹图与用ANSYS软件对该实验进行的有限元分析与仿真结果相符。     

参考束型散斑干涉术针孔滤波的统计分析

用随机光波自相关函数传递的方法，对参考束型散斑干涉计量术的偏心小孔滤波过程进行了统计分析．由象面散斑场和参考光场相于迭加引起光波Ｕ＿１、Ｕ＿１和｜Ｕ＿１｜￣２分别在滤波系统的输出面上形成各自的条纹图，明暗条纹的位置受面内位移和位相差的共同影响，三组条纹的对比度函数是相同的．     

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。     

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。     

基于同态滤波的载波ESPI图像处理方法

在分析载波电子散斑干涉(ESPI)测量离面微小位移工作原理的基础上,提出了一种新的相关条纹图处理方法,这种方法将具有带通滤波效果的同态滤波技术和二次傅里叶变换技术相结合.实验表明,该方法不仅能有效滤除相关条纹图中的高频乘性噪声,而且能快速解调出离面位移和形变信息,适用于动态离面微小位移和形变的测量.     

应用ESPI测量悬臂板的挠度

介绍了电子散斑干涉计量（ＥＳＰＩ）原理，推导了ＥＳＰＩ求挠度（离面位移）的公式，设计了测量悬臂板离面位移的光路，用Ｃ语言编制了相应的数字图象处理软件，得出相关条纹图，计算了悬臂板的离面位移，并与双曝光全息干涉法作了测试比较，结果很好符合。     

数字散斑干涉计量中的相位测量

针对散斑干涉计量的特点,结合相移相位测量技术,提出利用物体本身变化产生的相位变化来实现散斑干涉计量中相位的测量方法,从而得到不同时刻物体的相位变化.通过对计算机模拟漫射体产生离面倾斜的时变散斑图,计算其均方根误差值,进行了验证.     

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.