多光束莫尔偏折术的探讨

本文探讨了莫尔偏折术应用的新方法——多光束莫尔偏折术.该法无需测量莫尔条纹偏折角,而是记录条纹对比度最好时试件的位置.文章阐述了其基本原理,并在光栅栅距和光楔楔角测量上进行了实验验证,取得较好的结果.     

多光束莫尔偏折术的探讨

探讨了莫尔偏折术应用的新方法——多光束莫尔偏折术。此法不测量条纹的偏折角,而是记录条纹最清晰时试件的位置。文章论述了其基本原理,并对光栅栅距和光楔楔角的测量进行实验论证,取得较好的结果。     

莫尔偏折法及其在燃气射流冲击场中的应用

用傅里叶光学方法从理论上分析了带有滤波器的相干性莫尔偏折法的测量原理,把这种方法用于真实火箭燃气射流冲击场的实验研究.获得了真实火箭燃气射流冲击流场莫尔偏折图.解决了长期以来无法拍摄到高温、高速、强振动冲击、强火焰光的火箭射流流场图像问题.     

叠栅偏折层析测量火焰温度和密度分布

提出将带滤波的叠栅偏折层析系统用于存在化学反应的多组分复杂气体流场的诊断.以丙烷的燃烧火焰为例,实验提取出叠栅条纹的偏移量并转换为偏折角,然后基于偏折层析的滤波反投影算法重建出场的折射率分布,给出了两种不同情况下给定截面的三维温度和密度分布.对比发现,对存在化学反应的多组分火焰流场不能基于假设研究对象是空气流场,而必须对火焰流场本身发生的化学反应及生成物进行考虑,混合流场的等效G-D常量和分子量必须根据不同场的具体组分情况进行修正.     

用菲涅耳衍射理论分析双光栅成像效应

从理论上对双光栅成像效应现象进行研究,分别从菲涅耳衍射理论和平面透射光栅的菲涅耳衍射公式出发,分析了物光波经过两个平行放置的平面透射光栅组成的系统衍射后的复振幅分布。分析结果表明,在理想状态下,当两个光栅的放置位置满足一定条件时,在第二个光栅后面可以观察到一个清晰的原物体图像。理论分析解释了两个光栅在双光栅成像效应中的作用,得到了双光栅成像效应发生时,两个光栅的空间频率、衍射光级数以及光栅放置位置之间的关系式,这与实验所得结果相一致。     

应用隧道探索算法提取莫尔条纹偏移量

为了精确提取莫尔条纹偏移量,提出了隧道探索算法,并将其应用于实际莫尔条纹分析.使用双光栅产生莫尔条纹,抓拍多方向投影.应用数字图像处理技术,追踪分析实验莫尔条纹.首先,追踪各条纹的极大值分布,根据条纹极大值分布挖掘条纹隧道,调整挖掘宽度,即像素宽度,既实现隧道贯通,又不干预相邻条纹.然后,二值化莫尔图,噪声滤波,滤除条纹隧道壁上的噪声毛刺,使隧道壁趋于光滑.最后,根据两侧隧道壁的布局,探索条纹隧道走向,提取隧道走向数据,获得条纹偏移量.并进一步转换为偏折角,即光学计算机层析投影.应用非线性自适应迭代重建算法对偏折角进行迭代重建.结果发现,最高重建截面温度是492℃,额定电热器表面温度大约500℃,重建截面恰恰在电热器上表面上方,所以重建结果是有效的.     

用大口径、高灵敏度莫尔偏折法测量高超音速激波风洞中非对称流场

本文介绍了利用大口径、高灵敏度莫尔偏折法达得了大口径(φ500mm),高超音速(M=10.29)激波风洞中非对称流场的多方向莫尔偏折图;提出了一种基于对莫尔偏折角积分和双三次多结点插值样条有限级数展开的非对称流场三维再现方法,定量地计算了这种非对称流场的三维非对称流场的三维密度分布.     

运动物体的高精度大气扰动检出方法

降落伞气动开伞过程、高速客机气动外形的优化都需要可视化流场信息,因此,以大气扰动引发的背景光线偏折为基础,建立了基于"整像素十字搜索+Newton-Raphson亚像素定位+扰动方程求解"的运动物体高精度大气扰动检出方法,并通过数值散斑图像验证了本方法在理想条件下的理论检出精度。在实验室内以散斑图像为背景,用本方法和传统纹影监测方法对高压气管出口气流进行扰动检出,结果表明,本方法的准确性较高,可为实验室外的可视化监测提供一种适用性较强的方法。     

激光莫尔干涉谱投影信息提取

分析了真实火箭喷焰的激光莫尔干涉谱,并提取其投影信息,重建了密度场。使用自制的大口径、高灵敏度莫尔偏折仪采集真实火箭喷焰的莫尔条纹图;采用傅里叶变换对莫尔条纹展开技术处理,获得了莫尔条纹的相位分布。根据莫尔条纹边缘提取背景,进一步获得背景相位分布。变形莫尔条纹的形变量通过求相位差获得,进一步提取轴向任意截面的投影信息。应用基于偏折投影的“简单自相关代数迭代重建算法(SSART)”层析流场。等间隔取8个方向的投影进行迭代,重建了截面密度分布图。结果发现,根据火箭喷焰的莫尔条纹,采用傅里叶变换相位展开技术,可以方便地提取任意截面的投影信息。应用SSART技术可以重建截面密度分布。因此,基于偏折投影的“SSART”算法是一种优良的非线性偏折层析重建算法。     

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的六角可调相位阵列光栅

研究了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMg…LN)晶体的二维六角可调相位光栅及其Talbot效应光衍射成像。理论模拟不同相位差及分数Talbot距离条件下的近场光衍射强度分布,计算取样区内衍射强度随相位差和分数Talbot距离的变化,给出相位差恒定及变化情况下取样区强度最大值的位置。在理论研究基础上,设计与制备PPMg…LN六角可调相位阵列光栅,并进行了Talbot衍射成像的实验研究,实验结果与理论研究吻合较好。     

Measurement of a discontinuous object based on a dual-frequency grating

The dual-frequency grating measurement theory is proposed in order to carry out the measurement of a discontinuous object. Firstly, the reason why frequency spectra are produced by low frequency gratings and high frequency gratings in the field of frequency is analysed, and the relationship between the wrapped-phase and the unwrapping-phase is discussed. Secondly, a method to combine the advantages of the two kinds of gratings is proposed: one stripe is produced in the mutation part of the object measured by a suitable low frequency grating designed by MATLAB, then the phase produced by the low frequency grating need not be unfolded. The integer series of stripes is produced by a high frequency grating designed by MATLAB based on the frequency ratio of the two kinds of gratings and the high frequency wrapped-phase, and the high frequency unwrapping-phase is then obtained. In order to verify the correctness of the theoretical analysis, a steep discontinuous object of 600×600 pixels and 10.00~mm in height is simulated and a discontinuous object of ladder shape which is 32.00~mm in height is used in experiment. Both the simulation and the experiment can restore the discontinuous object height accurately by using the dual-frequency grating measurement theory.     

声表面波在声栅上的Bragg衍射

本工作揭示了声表面波在声栅上的Bragg型衍射效应。应用简正波理论近似处理了在强Bragg条件下,声表面波在声栅上衍射的一些规律:栅阵内简正模式,偏转角和偏转效率与入射声波工作频率和声栅参数的关系。实验上,我们在y切割LiNbO₃压电晶体表面,用金属栅阵构成声栅,用光学法观察了声表面波(Rayleigh波)在上述声栅上的Bragg型衍射现象,并测量了偏转角和偏转效率随工作频率的关系。实验与理论结果比较表明,二者基本上是符合的。 关键词：     

一种具有深度值的莫尔轮廓图

提出一种具有深度值的莫尔轮廓图。将一称为高标的正圆锥与被测物一起置于粗光栅之后 ,平行光照明 ,远场拍照。在所拍图片上高标的高度值 (已知 )除以高标上的等高线数即可求得相邻等高线的深度值 ,进而直接在莫尔轮廓图上读出任一点到基准点的深度差值     

用拉伸和二次曝光法制作基于莫阿光纤光栅的带通滤波器

我们利用一块均匀掩膜版,通过对光纤拉伸和二次紫外曝光的方法制作了一基于莫阿-布喇格光纤光栅的带通滤波器,其带通宽度为0.28nm.我们对这种方法制作的莫阿-布喇格光栅作了理论分析.在此文中,还给出了均匀光纤光栅的拉伸特性.     

双计算机光栅莫尔拓扑术

提出了利用双计算机光栅实现莫尔拓扑检测的方法.理论分析表明,投影光栅核的横向偏导数为常数是实现灵敏度均匀性检测的必要条件.适当设计光栅核,就可用等间距直条纹来表征标准面形.被测实物面形的缺陷就可通过莫尔条纹相对于背景直条纹的偏移而定量且直观地反应出来.最后,以轮胎镜为例进行了计算机模拟和实验验证.     

用阴影莫尔条纹偏折术测量反射表面角位移

介绍一种阴影莫尔条纹偏折术。利用光栅自成象面的倾斜引起莫尔条纹方向变化来测量反射表面的角位移。     

用重迭莫尔偏折术测量光楔楔角

本文介绍利用在两束互不相干光作用下的两套莫尔偏折条纹的重迭与否来测量光楔楔角的方法。该法信号读出方便,精度不低于单光束莫尔偏折术。     

啁啾叠栅光纤光栅反射特性和时延特性的研究

从耦合模理论出发,用矩阵分析法分析由两线性啁啾光纤光栅构成的啁啾叠栅光栅的反射特性和时延特性,分别得到光栅长度、啁啾系数和折射率变化峰值对反射谱及光栅时延的影响.