干涉法测量低频表面波的衰减系数

对于频率为几十赫兹的低频衰减液体表面波,结合激光干涉法和激光扫描法,实验得到反衬度很高的调制干涉图样,理论上给出了干涉图样的条纹宽度,条纹分布范围与表面声波振幅之间的解析关系,实时测量了液体表面波的衰减系数.     

液面微幅波动的激光干涉测量

对于低频微幅的液面波动,提出了一种激光干涉测量方法.实验上观察到了清晰、稳定的激光干涉图样.干涉图样受到调制,光强在两边界位置达到极大,形成两个极亮条纹.干涉条纹被限制在两个极亮条纹之间的确定区域内.根据光干涉理论推导出了调制干涉条纹光强度、相邻条纹角宽度、干涉区域角宽度与液面波物理参量之间的解析关系,该理论分析与实验...     

关于双棱镜装置所得到的图样

在不考虑衍射效应的理想情况下,双棱镜在远处屏上小范围视场内的干涉图样是一组平行、等间距、明暗相间的直条纹,光强分布与干涉级次无关.然而实际上双棱镜干涉实验所得到的图样如图1所示,是受到对称型直边衍射所调制的干涉图样. 为在一块双棱镜上得到具有对比性的两种图样,我们如图2所示,挡去双棱镜左侧棱镜的上方一小部分来进行实验.这样就得到如图3所示的图样.很显然,图3中上半部分是一直边衍射图样,而下半部则是受到对称型直边衍射调制的干涉图样.关于双棱镜装置所得到的图样@彭秀华$沙市江汉石油学院     

干涉亮条纹强度的不均匀分布

建立了低频液体表面声波的激光干涉测量系统,实验上不仅得到了清晰、稳定的干涉条纹,而且首次发现干涉条纹的强度分布具有空间不均匀性,干涉条纹被限定在一定的空间区域内,中心干涉条纹强度最小,向两边强度逐渐增大,在两边界位置达到极大.根据波动光学原理,得到了干涉条纹分布的解析表达式,并给出了低频表面波振幅、波长与干涉条纹空间限度、干涉条纹间距的数学表达式.理论规律与实验结果吻合较好.     

基于Mathematica的牛顿环干涉与折射率关系的讨论

为针对牛顿环上下表面及干涉膜折射率的大小关系,讨论对应光程差的表达式。利用Mathematica软件模拟光强分布和条纹干涉图样,形象直观地得到折射率的大小关系对应的干涉图样变化。研究结果对于全面正确理解半波损失、额外光程差具有很好的指导意义,同时对于理解不同折射率的干涉图样变化更加形象直观。     

小振幅低频液体表面波的光学干涉效应的研究

实验上实现了频率为几十赫兹的低频液体表面波的光干涉调制研究,得到了稳定、清晰的干涉图样。理论上对表面波干涉现象进行了分析,得出了条纹分布的解析表达式,较合理的解释了干涉图样的分布现象。该方法适用于低频液体表面波的特性研究,通过分析实验图样,可以对液体的表面张力等特性参数进行研究。     

多光束激光干涉光刻图样

利用电磁理论,研究了多光束激光干涉图样的产生原理,结合计算机数值模拟和相关实验结果,分析了干涉图样的影响因素.研究结果表明:多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加;相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相位差是干涉图样的重要影响因素,改变这些因素,余弦分布的平行线条纹的振幅、位置、周期和方向发生变化,...     

计算机模拟分立双谱线光源的杨氏双缝干涉

对分立双谱线光源的杨氏双缝干涉进行模拟,求解出不同线型和线宽时干涉条纹的可见度曲线、光强分布曲线和干涉图样,用直观的计算机图形说明了分立双谱线的线型和线宽对干涉条纹的影响．     

调制光束全息干涉计量的研究

本文提出了干版运动对记录光束的调制作用及其对全息干涉计量的影响,推导了干版运动调制光束双曝光干涉图的光强分布的数学表达式.在对这种调制干涉条纹的理论研究基础上,提出了被测物体三维位移场的调制光束全息分析法.其中干版的运动用参考物体法确定.     

减模式下数字散斑干涉光强不均匀性对检测的影响和校正方法

在数字散斑干涉测量中,照明光的不均匀或被测试物反射光的不均匀,会导致条纹图像不均匀,严重时甚至会引起条纹的丢失.在分析剪切型散斑干涉原理的基础上,基于散斑相位差的主值在(-π,π]均匀分布的假设,提出了减模式下光强不均匀的校正方法,即通过构建一个新的强度分布函数,分区域消除背景光强,从而消去光强调制项,使干涉条纹图的显示强度变得均匀.将该方法应用于受到强烈冲撞的航空复合材料的剪切散板干涉测量中,将原来隐藏在光强较弱区域的条纹清晰地显示了出来.表明本文的方法能有效地降低光强不均匀性对散斑干涉条纹图的影响.     

基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤气体传感器理论

提出了一种基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光纤气体传感器。由于Mach-Zehnder干涉仪具有抑制光源噪声和模式噪声的特点,在高精度测量中越来越受到重视。在干涉仪的传感臂上涂有对待测气体敏感的薄膜,由于气体与敏感层的作用,导致光纤纤芯折射率发生变化,两臂的相位差发生变化,并引起干涉仪输出光强的变化和干涉条纹的平移,平移量与气体浓度对应。根据杨氏双缝干涉的理论,利用MATLAB对该研究进行计算机仿真,绘制出单色光的杨氏干涉图样和光强分布曲线,及气室中通入一定浓度的待测气体使干涉图样产生平移。     

Visualization of 50 MHz Surface Acoustic Wave Propagation Using Stroboscopic Phase-Shift Interferometry

A Stroboscopic phase-shift interferometry has been developed to visualize surface acoustic wave (SAW) propagation on SAW devices quantitatively. The developed interferometry is a Fizeau-type one with a multi-mode semiconductor laser diode and an optical isolator. With the laser light illuminating stroboscopically, observed interference intensity gives information about average displacements of the vibrations. Fifty MHz SAW propagation on the surface of the SAW device has been measured with the interferometry. Distribution of the SAW along the propagation path has been observed, whose amplitude is 3 nm (p-p). Repetition accuracy evaluated with the root mean square method is 1/2500 of the laser wavelength. The system is useful for estimating and improving performances of micro-devices.Presented at 1996 International Workshop on Interferometry (IWI ‘96), August 27-29, Saitama, Japan.     

低频液体表面波激光衍射条纹的特征

用激光衍射法实现了低频液体表面波稳定、清晰、反衬度非常高的条纹,并发现了缺级现象.理论上分析了表面波的光衍射效应,得到了衍射光场和表面波之间的解析表达式,表达式包括衍射因子和干涉因子.通过对衍射因子和干涉因子的分析,得到衍射条纹空间分布与表面波波长的关系、条纹的半角宽度与入射激光光斑覆盖表面波的个数和入射方向的关系、衍射光强度与表面波振幅的关系,并解释了条纹缺级现象.     

基于CCD采集的Mach-Zehnder干涉条纹图的处理算法

Mach-Zehnder干涉仪适用于研究气体密度迅速变化的状态。由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比,而折射率的变化将使通过气体的光线有不同的光程,因此可通过干涉臂变化对干涉条纹图像效果的影响得到气体密度。实测中,采用图像采集卡和CCD来接收Mach-Zehnder干涉仪产生的条纹图像,再通过计算机对条纹图像的条纹间距进行处理,从而得到气体密度的变化状态。从光干涉理论出发,对Mach-Zehnder干涉条纹图像特征进行了分析,建立了Mach-Zehnder干涉条纹的数学模型,并根据此模型设计了处理Mach-Zehnder干涉条纹图像的算法。算法包括图像的预处理(即图像的噪声提取)、图像的二值化及图像的细化。     

Modulated interference of reflected light from a liquid surface wave at tens Hertz frequencies

An analytic intensity expression of the reflected light from a liquid surface with acoustic wave at a few tens Hertz was derived. The expression displays a distinct modulated oscillation. Meanwhile high visibility and modulated interference fringes were obtained experimentally. Line scans across the reflection patterns indicate that the theory predication is well consistent with the experimental data. Moreover, a practical technique can be developed, based on this study, to determine the wavelength and amplitude of the SAW at these frequencies as well as the dynamic surface tension.     

多光源白光干涉仪的最佳波长组合

使用多个宽带光源构成的组合光源的白光干涉仪,其干涉信号为单个光源干涉信号的叠加,从而使干涉信号强度重新分布。通过理论分析和计算机模拟,发现一个最佳波长组合,使干涉信号零级条纹与次级极大条纹的强度差变大,且由于它的使用可以更精确地确定零级中心条纹的位置,提高系统分辨率,降低对系统信噪比的要求,并提出了选择最佳波长组合的方法。     

Histogram equalization of vibration fringes in holography

Common reconstructed fringes in holographic interferometry of vibration show rapidly diminishing intensity with extended amplitude limiting the measurement range. Using computer-simulated fringe patterns, linear histogram equalization is applied to redistribute the intensity for significant enhancement in the higher amplitude range. The cases of time-average and real-time single-frequency sinusoidal vibration are described.     

新型干涉条纹计数器的设计与应用

针对用迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验需要人工记录干涉环改变数量问题,研制一种干涉条纹自动计数器。该计数器不仅能显示干涉条纹改变数量,还能显示不同光强对应信号强度。同时,准确度高、操作简便,能在不同背景光强环境和光源光强条件下使用。     

液体表面波振幅与激发深度的关系

研究了液体表面波振幅随激发深度的变化特性.采用探针式激发器激发,观察到液体表面波的衍射图样|改变激发深度,得到不同激发深度处的衍射图样|根据衍射图样分布与表面波振幅之间的关系并进行计算机编程,获得表面波振幅与激发深度之间的关系.用最小二乘法拟合,发现|液体表面波振幅随激发深度的增加而减小,并呈指数规律.