工具痕迹鉴定中的光学技术研究

工具痕迹由于形成的原因不同，其表面形成的原因不同，其表面形貌呈现多样性，从尺度范围上，大致可分为两类；一类痕迹尺度范围较大，一般在毫米级以上，可称为宏观痕迹；第二类痕迹尺度范围较小，一般在微米级，可称为微观痕迹，利用光学投影，缩束显微，二维调制图像模数转换及低通滤波去噪算法，小波变换，智能模板相位复原等处理技术。可精确，快速地得到工具痕迹鉴定所需的形貌信息，这成为用于识别，诊断领域中的光学图像处理新技术。本文介绍上述技术特点。并且提供了典型的应用实例。     

三维物体形貌检测图像处理中的小波数字滤波技术

傅里叶变换轮廓术和相移法是投影栅法测物体三维形貌的两种重要方法。相移法需要精密的移相装置,且需采集一幅以上的图像,在应用中受到一定限制。而傅里叶变换轮廓术只需一幅图像便可计算出各点相位值,测量精度高,测量范围广,因而得到广泛运用。最大测量范围受到高度分布h(x,y)在与光栅线垂直向上变化率的限制,即面形变化剧烈的物体易产生相邻谱区的混合,不易测准。本文提出的基于小波数字滤波的傅里叶变换法,可以将物体的可测梯度提高3倍。因为利用小波技术对变形栅线图进行处理后,滤去了直流分量和高频分量,得到的相对栅线图只剩下基频分量。采用小波数字滤波与傅里叶变换轮廓术相结合的方法,用小波变换去除直流成分和高频成分,从而提高了物体的可测精度,降低了对滤波器的设计要求,能较好地将物体的相位信息分离出来。本文给出了这种算法的理论分析和计算机模拟试验的结果。     

一种基于希尔伯特变换实施相移的相位解调算法

相移法因其精度高、运算简单,所以被广泛应用于形貌检测中的相位解调。该方法的弱点是:不仅要采集多幅相移图像,而且不能克服相移器的移相误差。将小波分析与希尔伯特变换结合起来,采用小波分析去除直流背景成分,利用希尔伯特变换方法实现90°相移;利用相移法解调形貌相位,由于是采用软件来实现相移的,因此只需采集一幅变形栅线图。对该方法与传统相移技术进行了模拟比较实验,结果表明,该方法具有较高的精度。     

三维形貌测量的扫描相移法研究

物体三维形貌测量中常用的光切法的主要优点是易于实现扫描测量大型物体表面,缺点是光刀中心位置难以精确确定;相移法的主要优点是可以用较宽的光栅提高测量的灵敏度与准确度,具有测量速度快和较好的抗静态噪声的能力,缺点是当待测范围较大时,采集图像的像差较大,不利于大型物面的测量.将这两种方法有机地结合起来,取长补短,提出了一种扫描相移法.实验结果表明,这个方法不但适用于长形大物面的形貌检测,而且又大大地减少了图像采集系统畸变误差的影响,从而提高了检测准确度.     

Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究

基于Ca²⁺掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性,探讨了Ca²⁺在晶体中的电子行为机制，分析了Ca²⁺掺杂而引起的光致折射率变化特性.采用Michelson干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线.实验结果分析表明，适当的Ca²⁺掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性. 关键词： 2+')" href="#">Ca²⁺ 铌酸锶钡 透射率 光折变     

Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究

基于Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性,探讨了Ca2+在晶体中的电子行为机制,分析了Ca2+掺杂而引起的光致折射率变化特性.采用Michelson干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线.实验结果分析表明,适当的ca2+掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性.     

基于数字滤波的主动式高光谱成像系统及其波长标定

基于数字滤波技术,提出了获取物体反射光谱数据立方体和光谱响应曲线的主动式新型高光谱成像系统。对传统WDF型瓦兹渥斯反射式单色仪进行了改装,在入射光一定的情况下,增大出射光通量,提高了照射在物体表面的光强。利用数字滤波方式代替光学窄带滤波器,解决了多个光学滤光片不能连续可调和其他滤波器成本高的问题,建立了波长连续可调,带宽可调的高光谱成像系统。针对系统的特点和采集方式,提出了适当的定标方式,其波长误差2nm。得到了绿色树叶效果良好的光谱数据立方体和响应曲线,表明提出的系统适用于实验室中小视场内的光谱成像测量研究。