一种针对彩色物体的光栅投影三维测量方法

针对传统彩色编码光栅三维轮廓术中光栅易受到物体表面彩色纹理的干扰,从而造成编码条纹颜色误判和相位误差增大这一问题,提出一种基于互补彩色光栅的三维测量方法,给出了理论分析、光栅设计原理、补偿算法与实验分析。对图像进行初步的解耦校正后,通过预先设计的光栅互补特性,依据彩色响应模型求取物体表面逐点的反射率,并对红绿蓝(RGB)三通道反射率的不平衡进行补偿,消除物体表面彩色纹理的干扰,改善光栅的正弦性。以补偿后的图像来指导彩色编码条纹的分割解码并用傅里叶变换法提取出包裹相位,依据解码结果指导相位展开,继而完成整个三维测量过程。实验证明该方法对彩色纹理的补偿准确有效,降低了彩色纹理对测量的影响。     

磁流体光栅的原理

 光栅是一个重要的光学器件,它在科学技术中得到了广泛的应用。利用磁流体制造光栅是近代的新技术。它具有精确度高、开口形状可变、制造设备价格低廉、造出速度快等优点,本文介绍光栅及其制造的方法,突出介绍磁流体光栅的原理和制造方法。一、光栅及其分类一般地,把等间距、周期性间隙的格栅称为衍射光栅(简称光栅),用白光照射它,就会观察到彩虹状衍射现象。     

一种新型单帧彩色复合光栅投影的实时三维测量方法

提出了一种新型单帧彩色复合光栅投影的实时三维测量方法。采用三帧具有π2的相移正弦条纹分别编码到红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三个颜色通道中,组合成单帧彩色复合光栅,当该彩色复合光栅投影到待测物体上,仅需获取单帧彩色变形条纹并从中分离出相应的具有π2相移的三帧单色相移变形条纹,由于不同颜色通道之间存在颜色串扰以及色度不均衡问题,采用最小二乘法对分离出的三帧单色相移变形条纹直流项进行背景一致性校正,从而获得三帧校正后的单色相移变形条纹,运用所建立的三维重构物理模型,即可恢复物体的三维形貌。实验验证了该方法的可行性和实用性。进一步的实验表明,该方法的测量精度优于传统单帧彩色PMP。因为所提方法仅需一帧彩色复合光栅即可恢复物体的三维形貌,在实时三维测量中具有很好的应用前景。     

基于彩色编码光栅投影的双N步相移轮廓术

双N步相移轮廓术虽然可以大大降低由于光栅条纹的非正弦性所导致的相位误差,但增加了一倍的投影条纹数量,降低了测量效率。针对此问题,本文提出一种基于彩色编码光栅投影的双N步相移轮廓术,它将原相移条纹和附加相移条纹编码成双色条纹,融合到一幅彩色光栅条纹中投影,然后从采集的彩色条纹中提取两套条纹的相位信息,分别解包裹相位后,融合两包裹相位以减小相位误差。为验证所提方法的有效性,将该方法与两种典型的相位展开算法结合进行实验。实验结果证明,所提方法能有效降低相位误差,且不需要增加任何额外的光栅条纹,测量效率提高了46%。     

基于光栅投影的轮廓测量改进方法

传统傅里叶变换轮廓方法(FTP)在测量表面突变的物体时,受物体高度变化所引起的非截断相位变化的影响,相位难以正确展开。利用双频光栅投影可以解决这一问题。在总结了传统测量方法与双频光栅测量方法的基础上,提出采用彩色复合光栅投影的测量方法。该方法只需一次采集,就能消除图像背景分量与高次分量对测量的影响,在扩大测量范围的同时可达到双频技术测量突变效果。最后,对3种方法的实际测量结果作了对比分析,证明彩色复合光栅投影方法得到的测量精度最高。     

光栅制备工艺的新进展

从全息光栅法出发 ,详细阐述了应用偶氮苯聚合物光致表面调制效应制备光栅的新工艺 ,说明使用偶氮苯聚合物薄膜制备光栅方法的特点 ,介绍了采用新工艺制备的光栅的独特性质———光栅可热擦除或光学擦除 ,同时提出应用新材料光栅制造方法所面临的问题。采用新工艺实验制备了薄膜光栅     

全息光栅的制造技术及其改进

本文叙述了全息光栅的制造原理、工艺要求和制造技术。介绍了平场全息光栅、图象全息光栅、超环面全息光栅、激光全患光栅和闪耀全息光栅的新进展。最后,作者提出进一步发展全息光栅的若干建议。     

黑白胶片光栅编码彩色摄影术

用空间光栅将彩色景物记录到一张黑白胶片上（这一过程称为将彩色景物编码，所得的黑白透明片称为编码片）并通过再现（称为解码）装置再现彩色景物的思想和技术可以追溯到１８９９年，已有近百年的历史，开始时，类似于电子学中用时间信号调制载波方法，用彩色图像来调制光栅，十多年后便出现第一个萧条时期，持续将近半个世纪，期间比较重要的成果是有三个光栅进行三次编码记录的方法，到本世纪六十年代，又兴旺了一段时间，其中最     

一种新的光栅仪器误差修正方法

<正> 一般来说,使用光栅尺为基准的高精度仪器,由于光栅尺制造精度不能满足仪器总精度要求,就要考虑对光栅仪器或光栅尺制造偏差进行修正。常见的光栅仪器误差修正方法是按要求给副光栅一个附加位移,或者是用光学扫描方法,使副光栅的象在光栅尺上有一个微小位移。这里介绍一种新的方法。这种方法与前两种方法相比,能收到修正机构制造精度低和仪器结构简单而获得修正后残差小的效果。根据光栅幅工作原理,当光栅幅的主副光栅相对位移一个栅节距时,光栅幅形成的莫尔条纹也相应位移一个条纹宽度。如果给接收莫     

线性啁啾光栅结构参数优化的定量研究方法

本文用统计二阶矩定量描述了光栅色散的振荡行为,并定义了一个品质因数来定量衡量光栅特性的优劣。进而又计算了最佳的光栅结构参数和相应的各种特性,结果表明该定量计算方法是一种新的有效优化线性啁啾光栅的方法,它能为制造和应用这类光栅提供参考数据。     

用于彩色屏显的双层耦合光栅设计

在彩色波导全息平视器的设计中,易出现色彩不均和结构复杂的问题。将折射率、厚度各异的膜层,分别嵌入双层波导中,对一种新型的双层耦合光栅结构进行了优化设计。基于严格耦合波理论(RCWA)的计算表明,该双层光栅可实现主视场内较均匀的彩色成像,且结构精简。相较于传统的体全息元件,该结构批量制造的可靠性更高。双层光栅的设计分别以470nm和632nm为中心波长,实现衍射能量的相互补偿。优化结构参数后,当入射角在[-11°,11°]内变化时,主视场内RGB三波长的衍射效率(DE)可大于85%,各波长间最大的效率差异可小于5%。     

基于相移的彩色结构光编码三维扫描技术

在物体三维轮廓扫描中,被动式双目立体视觉方法对表面特征不明显的物体难以获取足够的三维信息,针对这一问题,基于双目立体视觉原理,结合主动视觉中结构光投射方法,提出了基于相移的彩色结构光编码方法。该方法将四种颜色按照全排列的相关性质编码产生彩色光栅投射在被测物体表面,依据光栅相位移动增大光栅密度,结合极线约束实现立体匹配,最终获取物体三维数据。结果表明使用该三维扫描技术得到的三维曲面符合原物特征,特别适用于物体三维轮廓的致密测量。     

脉冲压缩光栅光学拼接方法研究

脉冲压缩光栅是激光约束核聚变系统中的重要光学元件.随着激光约束核聚变工程的快速发展,对光栅的口径要求越来越大.全息技术是制造大口径脉冲压缩光栅的重要手段,其制作的光栅大小受限于记录光学系统口径.为了制造出超大口径的脉冲压缩光栅,提出了一种采用多次曝光拼接技术制作大口径脉冲压缩光栅的方法.该方法采用参考光栅作为检测元件,利用其再现的光学特性,以检测记录干涉光场与已记录光栅之间位相匹配情况,并利用条纹锁定系统控制记录干涉光场的相位,实现光学拼接制作大口径脉冲压缩光栅的目的.开展了1740lp/mm光栅拼接实验研究.拼接对准精度优于30 nm.     

θ调制空间伪彩色编码

正1主要内容θ调制是阿贝成像原理的应用:对图像中不同待编色部分赋予不同取向的光栅,制成光栅片.用白光照射该光栅片,在频谱面上得到多列方向不同但0级重合的彩色频谱.如果在频谱面上放置空间滤波器,让不同方向的衍射斑分别透过不同的颜色,就能在像面上得到彩色像.这是利用不同方向的光栅对图像频谱进行调制,因此称为θ调制法.又因为它将图像的不同部位"编"上了不同的颜色,故又称空间伪彩色编码.     

相位掩模的近场衍射特性分析

用相位掩模法制造光纤光栅是一种简单、有效的方法.本文用标量衍射理论对相位掩模的近场衍射特性进行了分析,讨论了各级衍射光形成的干涉条纹的分布情况,得到了一些有益于光纤光栅制造的结论和有用公式.     

制造全息光栅的新装置

本文报道一种利用洛埃镜原理制造全息光栅的新装置及其调整方法.该装置具有光学系统简单,干涉条纹定位精度高和调整方便等优点,可制造性能良好的全息光栅.     

2000 1/mm X射线镂空透射光栅的制备研究

在满足工艺要求的前提下,通过模拟光栅衍射,设计出镂空透射光栅模型,在此基础上将电子束和X射线光刻技术相结合,研究了制造2000 1/mm X射线镂空透射光栅的新工艺技术.首先利用电子束光刻和微电镀技术在镂空聚酰亚胺薄膜底衬上制备X射线母光栅掩模.然后利用X射线光刻和微电镀技术实现了光栅图形的复制,之后采用紫外光刻和微电镀技术制作加强筋结构,最后通过腐蚀体硅和等离子体刻蚀聚酰亚胺完成镂空透射光栅的制作.从此新的制造工艺结果上来看.制备的光栅栅线平滑,占空比合理,侧壁陡直,不同光栅之间一致性好,完全可以满足应用需求,充分表明了该制造技术是透射式X射线衍射光学元件制造的良好选择.     

2000 l/mm X射线镂空透射光栅的制备研究

在满足工艺要求的前提下,通过模拟光栅衍射,设计出镂空透射光栅模型,在此基础上将电子束和X射线光刻技术相结合,研究了制造2000 l/mm X射线镂空透射光栅的新工艺技术.首先利用电子束光刻和微电镀技术在镂空聚酰亚胺薄膜底衬上制备X射线母光栅掩模.然后利用X射线光刻和微电镀技术实现了光栅图形的复制,之后采用紫外光刻和微电镀技术制作加强筋结构,最后通过腐蚀体硅和等离子体刻蚀聚酰亚胺完成镂空透射光栅的制作.从此新的制造工艺结果上来看.制备的光栅栅线平滑,占空比合理,侧壁陡直,不同光栅之间一致性好,完全可以满足应用需求,充分表明了该制造技术是透射式X射线衍射光学元件制造的良好选择.     

利用三色光栅实现彩色图像相减

本文提出了一种彩色图像相减的新方法.该方法利用互相错动半个周期的两组三色光栅,在黑白底片上分别对待处理的两幅图像进行一次编码记录,然后在白光处理器上对黑白编码片进行彩色译码,即可实现彩色图像的强度相减,文中讨论了三色光栅实时生成和两组三色光栅条纹自动错动半个周期的方法,并给出了实验结果。     

衍射光栅的简易演示法

光栅的衍射现象,在缺少分光仪的条件下,可以用直接透视的方法,也可得到演示的效果。用小电灯泡做光源放在讲台上,要学生坐在位上,用手握光栅,放在眼前,隔着光栅看光源,便可发现很明显的衍射现象,彩色的连续光谱一级一级的连成长列有两市尺长,转动光栅,