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相似文献
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1.
内窥式散斑类共聚焦系统层析能力分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文研究了内窥式散斑类共聚焦系统(Endoscope-based speckle quasi-confocal system,EBSQCS)的层析能力。从散斑类共聚焦显微镜(Speckle quasi-confocal microscope,SQCM)成像原理出发,详细分析了内窥镜光学结构对散斑类共聚焦显微镜散斑场波动的影响规律,推导了内窥镜光学结构与内窥式散斑类共聚焦系统轴向分辨力的关系。实验测得了基于光纤束的内窥式散斑类共聚焦系统的轴向分辨力曲线。选用放大倍率4倍,光纤直径5μm的内窥镜系统的内窥式散斑类共聚焦系统轴向分辨力曲线的全峰半高是散斑类共聚焦显微镜的2.3倍,与理论计算值相符。实验结果表明内窥式散斑类共聚焦系统具有很好的轴向层析能力。  相似文献   

2.
角度散斑相关方法表面粗糙度测量实验   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于角度散斑相关原理开展了对喷砂表面粗糙度样块的粗糙度测量实验研究.通过对散斑图像数据的处理和分析,提出了求取角度散斑相关系数最大值的滑动相关算法.该算法能有效克服表面小平度、波度等因素序不利影响.从最佳测量条件出发,提出了最佳入射角增量的概念,并在此基础上形成了包括散斑图像采集过程币图像数据处理方法在内的一整套表面粗糙度测量方法.该测量方法的核心是对被测表面的多个激光照明区域币多个激光入射角下的远场散斑图像的采集及数据处理.实验结果表明,应用本测量方法得到的轮廓均方根偏差磊佳估计值d.与表面样品给定的轮廓算术平均偏差Ra成很好的线性关系.  相似文献   

3.
黄举  孙翠茹  林祥龙 《光学学报》2021,41(20):55-63
提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的数字散斑图像位移场测量方法.采用给定多种变形模式的精确位移场系列数字散斑图像构建数据集,提出了一种数字散斑图像位移场识别CNN模型.模拟散斑图像的验证实验表明,所提方法对随机变形、轴向均匀变形、剪切变形等模式具有良好的计算效率和测试精度.硅胶单轴拉伸验证实验表明,所提方法也可以精确测试真实实验散斑图像位移场并具有较高的计算效率.所提深度CNN能够高效、精确地测试数字散斑图像位移场,在材料变形测试中具有良好的应用前景.  相似文献   

4.
运动界面上反射超声散斑空间运动的研究   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
朱鸿茂  郑伟花  黄忠文  朱成 《物理学报》2004,53(8):2614-2620
在Kirchhoff 衍射理论的基础上,应用随机信号相关原理,推导了作刚体运动的界面上反射超声散斑在空间运动时,保持其复振幅相关的必要条件.由此得到超声散斑的空间运动公式.界面、超声散斑和超声接收探头之间的相对运动,导致界面孔径的改变.分析表明,在保持界面孔径相关的条件下,界面所允许的最大平移量和转角值,与声源位置、接收用聚焦探头的数值孔径、超声入射角以及观察角有关.应用数字相关技术和三维扫描信号采集系统,根据散斑场子集相关系数的单峰性质,对超声散斑空间运动公式进行了实验验证.实验结果表明,理论分析所得的 关键词: 超声散斑 相关原理 空间运动  相似文献   

5.
郑伟花  贾虎 《物理学报》2014,63(5):54301-054301
为了精确描述超声散斑场的特性,提出了采用计算机模拟产生超声散斑场的方法.利用模拟产生的高斯相关随机表面,获得了这类表面远场超声散斑场,同时得到了声强分布和相位分布.与实验产生的散斑场进行对比,建立了超声散斑场接收的实验系统,取与计算模拟相同的参数,获得了实验散斑场.通过对比发现:计算机模拟产生的超声散斑场相位存在奇异点,奇异点周围相位分布类似漩涡,计算机模拟产生的散斑场与实验得到的散斑场强度分布相似,强度值比实验产生的散斑场强度大,携带有用信息的高亮散斑较多,暗点较少,更利于研究和分析.  相似文献   

6.
由于SU-8光刻胶的内应力将会影响高深宽比结构的全金属光栅的制作质量,本文针对近年来SU-8光刻胶应力测量困难的情况,提出了一种基于激光剪切散斑干涉技术的SU-8光刻胶应变分布测量的新方法。该方法通过对被测胶体加载前后两幅干涉图像的处理,直接得到被测胶体结构的全场应变分布情况,由胶体的应变变形数据即可反映出内应力的变化和分布趋势。同时使用ANSYS有限元分析软件对同一被测胶体进行应变仿真模拟研究,获得胶体结构的变形场仿真数据。组建了实验系统,进行了实验验证,结果表明:实际测量变形量约为1.189μm,仿真的最大变形量为1.088μm,测量误差在允许范围内,且测量的形变趋势与仿真模拟结果相一致,表明激光剪切散斑干涉技术可应用于SU-8光刻胶的应变分布全场无损检测。  相似文献   

7.
散斑面内形变场检测系统设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
数字散斑测量是一种非接触、全场测量的高精度光测方法。该系统由散斑生成装置、数据采集装置和数据处理装置三部分组成。散斑生成装置将扩散的激光束投射到待测物体上,用接收屏接收物体散射生成的散斑图像。数据采集装置主要由CCD和数字采集卡组成,CCD拍摄散斑图像,并将其传输给数字采集卡,经采集卡转换成数字图像,以矩阵形式输入到数据处理装置。数据处理装置根据光学相关识别技术设计的检测程序对采集到的数字图像进行相关运算,通过对相关峰的准确定位来获取物体的形变信息。  相似文献   

8.
空间平均的角度散斑相关粗糙度测量模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
王婧  刘恒彪  李同保 《光学学报》2007,27(2):59-264
角度散斑相关是一种不受表面粗糙度轮廓的间距特性影响的粗糙度幅度参量测量方法,它的数学模型通常建立在集平均的基础上。通过模拟计算随机粗糙表面的远场散斑场,以散斑图面上的空间平均代替常规的集平均来计算角度散斑相关系数,并应用集平均的数学模型反演粗糙度参量。结果证实了这种空间平均角度散斑相关粗糙度测量方法的有效性,在同一表面只需对少数个区域进行测量并对测得的粗糙度参量取平均,即可获得足够的测量精度。对于Rq大于2.0μm的表面,测量相对误差小于15%。根据最佳测量条件,该方法适用于大粗糙度表面。  相似文献   

9.
立体摄影术与数字散斑相关方法相结合用于研究三维变形场   总被引:13,自引:0,他引:13  
采用立体摄影术与数字图像相关技术相结合的方法测量了三维位移场。首先利用两个CCD摄像机在空间两个不同位置拍摄物体表面在变形前后同一个区域之间的散斑图像;然后利用数字散斑相关技术求解这四幅散斑图像之间的相对位移;最后利用立体摄影的几何转换公式来确定物体表面的三维变形场。给出了该立体摄影测试系统的标定结果以及编织复合材料试件的三维变形测量结果。  相似文献   

10.
张志刚  刘丰瑞  张青川  程腾  伍小平 《物理学报》2014,63(2):28701-028701
光镊技术被广泛应用于捕获和操纵微纳米尺寸颗粒,主要包括捕获水中透明性颗粒和空气中吸光性颗粒两种类型.本文用激光束照射毛玻璃散射片,透射光经透镜会聚后在透镜的像平面附近产生了主观散斑场.该散斑场为空间分布,包含大量的亮斑和暗斑.大量由亮斑包围的暗斑如同一个个空间能量陷阱,被用来捕获大量的吸光性墨粉颗粒,被捕获颗粒的尺寸约2—8μm,密度约1—2 g/cm3.采用红外显微镜拍摄到空间散斑场捕获颗粒的红外像,红外图像显示被捕获颗粒吸光后温度升高,证实了空间散斑场捕获吸光性颗粒的机理为光泳力原理.  相似文献   

11.
Used digital speckle correlation method (DSCM) to realize orientation function of optical mouse is researched. The experiment is designed to obtain the dynamic speckle patterns which are shot by CCD, then the DSCM is used to process the sequential images and also the experiment is simulated. The experimental results show the DSCM can confirm orientation function of the optical mouse, and have a good agreement with the simulation results, and the resolution we obtained is higher than the resolution of mouse on the market.  相似文献   

12.
与传统测量方法相比,数字散斑相关法由于其目标特征单元网格划分的灵活性,能够更好地满足不同场合小角位移的测量需求。针对该方法亚像素小角位移测量的曲面拟合参数选择问题,研究了亚像素测量图像小角旋转前后的九点二次曲面拟合法,并根据计算机生成模拟散斑进行模拟实验分析,得到最佳误差效率优化条件下的曲面拟合法求解亚像素小角位移的最佳散斑尺寸3.5 pixel、计算窗口尺寸41×41 pixel和拟合窗口尺寸3×3 pixel。实验验证了上述测量参数的有效性,为进一步的曲面拟合法数字散斑成像角位移测量提供参考。  相似文献   

13.
In this paper, an improved method for measuring displacement in digital speckle correlation technology, which is based on an iterative and spatial-gradient algorithm, is developed. After obtaining full-field displacement, both finite element method and 2D generalized cross-validation (GCV) algorithm are adopted for smoothing the displacement field, and then the strain field can be obtained from the smoothed displacement field. The method is estimated by simulated speckle patterns and three-point bending experiment. All the results show the improved method can obtain a reasonable estimation of displacement and strain fields in digital speckle correlation method.  相似文献   

14.
提出了一种测定透明材料厚度的新方法。该方法是基于透明材料对光的折射特点,利用光斑点面内位移与材料厚度的变化关系,将厚度的测量转化为对面内位移的测量。将此方法与数字图像相关法相结合,实现了单摄像机对厚度的测定。对轴向拉伸状态下的有机玻璃板的厚度变化进行了测定,将实验结果与理论值进行了对比,两者符合较好,证明了该实验方法的有效性和可行性。  相似文献   

15.
The classical digital speckle, or digital image, correlation method of deformation measurement is based on gray level correlation between unformed and deformed digital images. The pattern of artificial random speckles and the natural textures on some object's surfaces have fractal characteristics, and their fractal dimensions represent both gray and morph information. Furthermore, the fractal dimensions are stable feature parameters of the patterns. The digitized images of the patterns are confirmed to be also fractals. By this fact, a new method of displacement measurement is developed in the paper, based on the fractal dimensions correlation. The in-plane displacement fields of a body can be acquired. In order to verify the validity of the new method, an experiment has been designed and the results have been compared with those obtained from the classical digital image correlation method. The validity of the new method is not less than that of classical method. Further discussions about the traits and the developing vista of the method are given at the end.  相似文献   

16.
斜光轴面内位移测量的数字散斑相关法研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
以工程环境中远距离位移和位移场的光学测量为研究课题,分析了远距离斜光轴成像时,像模糊和成像位置变化对白光数字散斑相关方法产生的影响,给出了这两种影响的误差理论计算公式。提出使用参考测量技术克服斜光轴成像位置变化带来影响,给出一种新的远距离斜光轴高精度测量面内位移的方法,在2~50m处作静载挠度测量,其最大相对误差小于1%,测量精度在实验室环境和工程测量环境中都得到了验证。该方法无需共轴光路的测量环境要求,特别适用于桥梁、高速公路立交桥的静载挠度测量等工程应用。使用高速图像采集卡,该方法可应用于斜光轴动态位移测量,拓展了数字散斑相关方法的应用范围。  相似文献   

17.
程志远  李治国  折文集  夏爱利 《物理学报》2019,68(5):54206-054206
噪声是影响激光相干场高分辨成像系统像质的重要因素,激光相干场成像系统既受背景光加性噪声影响,又受激光乘性散斑噪声影响.为解决激光相干场成像系统受激光乘性散斑噪声和背景光加性噪声叠加引起的成像像质退化效应问题,从噪声抑制角度提高激光相干场系统高分辨成像像质,研究建立了激光散斑乘性噪声和背景光加性噪声对大气下行链路激光回波场信号影响干扰模型,并基于该模型提出了一种基于同态滤波和稀疏基追踪级联复合去噪算法.首先基于同态滤波理论将激光乘性散斑噪声转化为加性噪声,再由高通滤波器滤除散斑噪声,最后采用基追踪稀疏理论方法抑制背景光等加性噪声对像质的影响.研究表明,较现有单一去噪方法,该级联复合去噪方法可一次性消除激光乘性散斑噪声和背景加性噪声两种不同性质的噪声,有效改善了激光相干场成像质量.  相似文献   

18.
黄水平  张飞雁 《物理与工程》2011,21(1):37-39,45
介绍了激光散斑在大学物理实验中的几个具体应用.从激光散斑的特征公式出发,分析了利用激光散斑测量透镜焦距的原理和方法;介绍了应用双曝光散斑图测量物体面内位移的原理和方法;利用激光散斑的统计特性,提出了一种测量高斯光束特性参数的新方法.这些方法光路设计简便易行,且具有实用价值,引入到大学物理实验中是可取的,也是可行的.  相似文献   

19.
M.H. Majles Ara  R.S. Sirohi 《Optik》2007,118(9):445-451
Photorefractive crystals offer several attractive features such as high resolution and in situ processing. As the images are erasable, these crystals are suitable for read–write applications and hence find potential use in speckle photography, image processing and holography. The barium titanate (BaTiO3) crystal as recording medium has been extensively used as a novelty filter for real-time in-plane displacement measurements employing two-beam coupling configuration. This paper presents new optical configurations in speckle shear photography to measure in-plan displacement and the strain in real time using BaTiO3 crystal as recording medium. Speckle photography studies are made using a simple two-beam coupling configuration. In speckle shear photography, a diffused object illuminated with two parallel narrow laser beams is imaged inside the crystal, and a pump beam is added at this plane. The speckle patterns due to each beam and the pump beam produce index gratings. When the object is deformed, the speckle patterns shift consequently. We now have four speckle fields: two generated from the interaction of pump beam with the index gratings and two pertaining to deformed states directly transmitted through the crystal. Thus, the fields from respective points on the object interfere after passage through the crystal and produce the Young's fringe patterns. Due to strain, the fringes in each pattern are of different width and orientation, resulting in the generation of a Moiré pattern. The strain is obtained from the width and orientation of the fringes in the Moiré pattern. The experiments are conducted on a specimen with a notch, which is subjected to tensile loading. The in-plane displacement is measured separately in another experiment. The above studies are carried out at Nd–Yag laser.  相似文献   

20.
The possibilities with which an optical mouse can be applied to obtain scientific measurements are currently limited by the maximum distance possible between the mouse and surface under interrogation. We demonstrate that a simply adapted optical mouse is able to operate as a recording instrument in the digital speckle correlation mode; wherein greater distances between optical mouse and translating surface are possible. Linear (R2 > 0.98) and repeatable measurements in the x and y axis were obtained with the optical mouse and translating surface separated at 300 mm. In both cases, the measurement resolution was 0.025 mm. Digital speckle correlation with an optical mouse offers the ability to obtain measurements of displacement and deformation at a fraction of the investment in time and cost of conventional setups.  相似文献   

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