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相似文献
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1.
实验提取了弱散射体产生的菲涅耳极深区的散斑场.发现当散射距离一定时,弱散射体光场的相位分布特征随散射体的粗糙度的变化而变化;对于某一弱散射体,相位分布特征随散射距离的变化而变化;当弱散射体的粗糙度大到一定程度时,才产生相位涡旋现象;散射体表面上存在相位涡旋;弱散射体产生的相位涡旋的密度随散射屏粗糙度的增大而增大,还随散射距离的增大而增大.研究结果对于认识弱散射体的相位及相位涡旋分布特征随粗糙度和散射距离的演化具有重要意义,而且对于认识散斑场随散射距离的演化有一定的帮助.  相似文献   

2.
采用随机表面的高斯相关模型和统计光学原理,推导出弱散射体在4f系统中的像面上光强的表达式.在此基础上提出了均方偏差粗糙度和横向相关长度的标定方法,该方法用理论结果对实验测量的像面散斑平均光强随滤波孔半径的关系曲线进行拟合,同时测量出被测样品表面的两个统计量.实验上制作了高斯相关随机表面样品,对其表面参数进行了测量,与AFM所测结果符合得较好,这表明该方法具有较高的精度. 关键词: 弱散射体 像面散斑 平均光强  相似文献   

3.
高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的分布特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘曼* 《物理学报》2013,62(9):94204-094204
弱散射屏产生的远场散斑由一个中央亮斑和一个分布于亮斑周围而与正态散斑类似的散斑结构, 根据弱散射屏远场的散斑图样, 人们假设弱散射屏产生的像面散斑为均匀背景与正态散斑两者相干叠加的结果, 但这种假设与实际像面散斑存在歧异, 基于上述情况, 本文利用4f高通滤波光学成像系统, 研究了高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的统计特性, 得出只有表面均方根粗糙度与入射光波的波长相差不多时上述假设才是可行的结论. 关键词: 弱散射屏 f光学成像系统')" href="#">4f光学成像系统 像面散斑  相似文献   

4.
本文从Fresne1-Kirchhoff衍射公式出发,直接由光强分布导出了散斑平均反差与表面粗糙度特征参数的关系公式,采用指数形式和高斯形式的自相关函数,得到极为相符的计算结果。利用激光衍射散斑平均反差测量表面粗糙度,具有精度高和分辨高等优点,可以用于测试精密表面的粗糙度。  相似文献   

5.
提出了模拟产生高斯相关随机表面的方法,并模拟产生了这类表面在夫琅禾费面上产生的散斑场.以模拟产生的10000个随机表面作为表面样本系综,对具有不同粗糙度和横向相关长度的表面系综在夫琅禾费面上各点产生的散斑光强系综的概率密度分布进行了分析.发现:(1)散斑场的高斯和非高斯特性在空间上按一定的区域分布,并非整幅散斑图皆为高斯或非高斯散斑;(2)散射表面只包含少数散射颗粒时也可以形成高斯散斑. 关键词:  相似文献   

6.
从菲涅耳-基尔霍夫衍射公式出发推导出了粗糙面近场衍射方程。通过对观察面散斑光强统计特性的分析,提出了采用镜射光强分量法测量表面粗糙度的思想。为验证该方法的有效性,首先用计算机模拟产生具有不同统计特性的随机表面,然后对由随机表面产生的散斑场及其光强分布进行计算。计算结果表明,与传统的散斑对比度法相比,散斑镜射光强分量法测量弱粗糙表面粗糙度具有更大的适用范围和更高的测量精度,克服了散斑对比度法易受表面横向相关长度影响的缺点。通过实验对计算机模拟结果进行了验证。  相似文献   

7.
光盘信息符散斑图的统计特性研究   总被引:3,自引:3,他引:0  
李新忠  岱钦  汪永阳  王希军 《光子学报》2006,35(11):1705-1708
提出了一种用激光散斑测量光盘信息符统计特性的方法.利用散斑统计理论中衍射散斑场的平均对比度与散射屏表面粗糙度近似成线性关系,把光盘等效为弱散射屏,对未刻录、刻录及存在缺陷的CD-R光盘不同区域形成的衍射散斑图进行了对比研究.实验结果表明,该方法具有可量化、全场测量的优点,能够表征光盘信息符的某些统计特性,这为测量光盘刻录质量提供了一种新的方法和途径.  相似文献   

8.
高斯光束照射以固定角速度旋转的粗糙圆柱体表面,反射空间形成随着被测表面运动变化的动态散斑。研究了照射面积大于圆柱曲面条件下在远场衍射区形成的动态散斑统计特性,得到了不同入射条件及不同圆柱时动态散斑强度起伏空间-时间归一化相关函数。结果表明:随着圆柱半径、旋转速度以及照射光斑有效面积的增大,动态散斑强度起伏相关性快速减小;当圆柱旋转速度恒定,动态散斑光强起伏相关函数的峰值随着探测点之间距离的增大而减小,但峰值的位置随之而增大;在近似点照射情况下随着圆柱半径的增大空间相关长度基本不变,而相关时间性明显增大。  相似文献   

9.
高斯光束照射以固定角速度旋转的粗糙圆柱体表面,反射空间形成随着被测表面运动变化的动态散斑.研究了照射面积大于圆柱曲面条件下在远场衍射区形成的动态散斑统计特性,得到了不同入射条件及不同圆柱时动态散斑强度起伏空间-时间归一化相关函数.结果表明:随着圆柱半径、旋转速度以及照射光斑有效面积的增大,动态散斑强度起伏相关性快速减小;当圆柱旋转速度恒定,动态散斑光强起伏相关函数的峰值随着探测点之间距离的增大而减小,但峰值的位置随之而增大;在近似点照射情况下随着圆柱半径的增大空间相关长度基本不变,而相关时间性明显增大.  相似文献   

10.
基于多色散斑延长效应的表面粗糙度测量及影响因素分析   总被引:6,自引:1,他引:5  
刘恒彪  池景春 《光学学报》2008,28(2):279-284
粗糙表面在多波长激光束照射下形成的多色散斑场显示出散斑延长效应,利用此效应可以测量表面粗糙度,并且测量结果在一定条件下不受粗糙表面横向特征的影响。通过模拟计算随机粗糙表面的多色散斑场,以空间平均的多色散斑场局部自相关函数研究了平均散斑延长率〈χ〉对表面轮廓均方根偏差σh的依赖关系,分析了测量系统因素,如入射激光波长组合、成像器件光敏单元尺寸和动态范围对测量结果的影响。结果表明,以空间平均的局部自相关函数代替集平均的散斑自相关函数描述多色散斑延长效应是有效的;为达到一定的粗糙度测量精度,应选择合适的入射激光波长组合和合适的成像器件光敏单元尺寸。  相似文献   

11.
The autocorrelation function of polychromatic speckle patterns produced near the image plane of a double diffraction imaging system is experimentally studied. The condition under which the polychromatic speckle field obeys Gaussian statistics is further investigated as a function of the numberN of scattering cells, using the average contrast of the speckle intensity fluctuations. The profile of the autocorrelation function is next investigated as a function ofN and the defocused distance from the image plane. It is found that the average contrast and autocorrelation function of the polychromatic speckle intensity fluctuations converge less rapidly with an increase inN than those of the monochromatic ones.  相似文献   

12.
娄锦虎  沈永昭 《光学学报》1990,10(5):40-445
本文研究了部分相干光离焦像面散斑的运动规律.激光离焦散斑是其特例.讨论了制约离焦量的因素,并对其实验技术进行了探讨和验证.  相似文献   

13.
14.
Time-averaged laser speckle correlation is used for flexural vibration-studies. The proposed method employs a diverging laser beam to illuminate the test object and records the object image at a defocused plane with a CCD camera. The speckle correlation coefficient is a function of the out-of-plane tilt of the object. The time-averaged speckle pattern recorded with the object vibrating at a natural mode is subtracted from the one recorded in a static condition. The anti-nodes of the vibrating object can then be identified easily on the subtracted image. A brief analysis of the technique and some experimental results on a cantilever beam and a vibrating plate are presented.  相似文献   

15.
A technique for enhanced deterministic phase retrieval using a partially developed speckle field (PDSF) and a spatial light modulator (SLM) is demonstrated experimentally. A smooth test wavefront impinges on a phase diffuser, forming a PDSF that is directed to a 4f setup. Two defocused speckle intensity measurements are recorded at the output plane corresponding to axially-propagated representations of the PDSF in the input plane. The speckle intensity measurements are then used in a conventional transport of intensity equation (TIE) to reconstruct directly the test wavefront. The PDSF in our technique increases the dynamic range of the axial intensity derivative for smooth phase objects, resulting in a more robust solution to the TIE. The SLM setup enables a fast and accurate recording of speckle intensity. Experimental results are in good agreement with those obtained using the iterative phase retrieval and digital holographic methods of wavefront reconstruction.  相似文献   

16.
Statistical properties of the time-averaged speckle-reduced pattern at the image plane of a coherently illuminated uniform diffuse object are theoretically and experimentally studied. The diffuse object is assumed to be approximated by a deep random phase screen and zero-mean circular complex Gaussian statistics is also assumed to hold for the formation of speckles. The time-averaging process is performed by using a rotating aperture at the Fourier transform plane of the object. A theoretical study of the speckle reduction is conducted for a rotating Gaussian soft aperture at the Fourier transform plane. Expressions are analytically derived for the mean, autocorrelation function, power spectrum, and contrast of the time-averaged speckle pattern at the image plane. In particular, the contrast of the time-averaged speckle pattern is theoretically evaluated and its characteristics are discussed in detail. The theoretical results for the contrast are experimentally confirmed using a TV/film recording system. Excellent agreement between theoretical and experimental results is obtained.  相似文献   

17.
基于赝热光照明的单发光学散斑成像   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
肖晓  杜舒曼  赵富  王晶  刘军  李儒新 《物理学报》2019,68(3):34201-034201
散射介质对光的散射是当前限制光学成像深度或距离的一个严重的问题.本文首先数值模拟比较了光透过随机散射介质成像研究中常用的基于光学记忆效应(memory effect, ME)和自相关(autocorrelation, AC)方法的HIOER算法和乒乓(Ping-Pang, PP)算法的优缺点.通过对HIOER算法和PP算法的恢复效果和迭代次数进行比较,发现PP算法在保持较高恢复效果的前提下拥有更快的运行速度.实验中,利用连续HeNe激光器和旋转毛玻璃产生赝热光源,通过物镜对随机散射介质后数毫米距离内的不同形状物体进行了单帧成像,并采用PP算法成功地恢复出微米量级物体的实际图像.这一研究结果将进一步促进ME和AC方法在深层生物组织医学成像研究上的应用.最后,实验研究了不同的物镜和散射介质的间距对成像恢复的放大率、分辨率和图像强度的影响特性,并进行了详细研究.  相似文献   

18.
This paper describes the basic physical principles of defocused speckle photography, and how tilt (differential) topology variations on a scatter surface may be separated from linear displacements. Several rather special features about the scattering process have been revealed, such as the laser source distance from the scatter surface must be considered as well as the light incidence angle. Also, the surface must be treated as mirror facet discontinuities for linear displacements using ray and intensity analogies, and surface topology must be treated in terms of phase and pathlength changes, and a continuous smooth surface. The complementary relationship between focused speckle photography and defocused (topological) speckle photography is shown using specially developed separation techniques. This demanded a detailed look at the ‘speckle process’. The basic physical principles, together with an appropriate analysis technique for the developed speckle photographs, have enabled very small faults and indentations on engineering structures to be detected and measured.  相似文献   

19.
检调焦是高分辨力遥感相机得到高质量图像的关键技术之一。线阵CCD遥感相机在推扫过程中地面景物不断变化,而一般的图像清晰度评价函数只能在相同的图像内容下作比较来判断系统是否合焦。在介绍了遥感相机离焦原因及常用检调焦方法的基础上,用遥感图像验证了图像的功率谱对自然景物具有一定的不变性,分析了将其用于相机检调焦的可行性。实验表明,在系统合焦时,不同图像的功率谱值基本相同;而系统离焦时,功率谱值随着离焦程度的增加而逐渐减小,以此提出了以两幅不同图像功率谱的比值作为CCD遥感相机调焦的评价函数。  相似文献   

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