光弹性应力分析的条纹灰度法

条纹灰度法在光弹性中能自动采集数据、分析和显示等色线条纹图。这种方法组合了光弹性和数字图象分析两种技术,这篇论文描述了一个Apple—Ⅱ微型计算机图象分析系统,它把等色线图分成256×256个图象元素(象素),每一象素将亮度转换成8—bit分辨率的视频讯号,在黑到亮之间产生256级灰度,灰度Z与条纹级数N在暗场时,它能写成N=(1/π)arcsin(AZ~(1/2r))其中A、r是常数。这种方法对相对迟后小于半波长的双折射特别有效,这篇论文中用两片玻璃模型研究弹性应力场,具有很好的分辨率,其结果表明对应力分析主应力差(σ_1-σ_2)有较高精度。     

离面位移场测量的相加云纹干涉法

本文采用两束准直相干光对称入射-高频试件光栅,并辅之以一沿试件栅法向传播的平面参考光波。通过调节入射光的入射角而对正、负一级衍射波引入适当载波,在试件栅变形前后,正、负一级衍射波与参考平面光波同时对记录底版两次曝光而将试件栅的变形信息记录下来。通过对记录底版的滤波处理而分离出实时或差载的离面位移场条纹图。这一方法使得离面位移场测量的灵敏度达到四分之一波长.文中给出了严格的理论推导和条纹对比度极好的实验验证.     

构建相干长度之外的激光干涉仪

用于微型光刻技术中的多数紫外线(UV)或深紫外线激光器,无论是基于气体的准分子或二极管泵浦固态 (DPSS) 激光器, 其输出频谱均较宽.与此同时, 能传送紫外或深紫外光的多数光学材料均具有较高度频散性(即它们的折射率,n(λ), 随波长λ变化) .在这种情况下构建一台紫外干涉仪比那拥有狭窄光谱的激光和几乎恒定折射率的光学材料的情况要复杂得多.本文描述一项激光干涉技术,据此可以补偿光学材料的高频散性,从而构建传统意义上所定义的相干长度之外的激光干涉仪.给出理论上的陈述,并提供初步实验结果.本文最后讨论了此情况下干涉条纹的对比度、激光相干长度, 以及如何控制光源的时域不稳定性和空间不均匀性的方法.     

断裂测试系列讲座 第二讲 云纹法及其在断裂力学中的应用

1.云纹法(Moire Method) 由粘牢于试件(模型或构件)表面并可随其一起变形的栅片和栅板重迭(图1),栅线间因几何干涉而产生条纹(图2),这种干涉条纹称为云纹。云纹法就是根据这类云纹测定和分析试件的位移场或应变场的实验应力分析方法。     

对JSG-1型激光速度干涉仪的条纹常数的进一步修正

本文详细讨论了由于JSG-1激光速度干涉仪中延迟元件折射率随光波波长变化而改变,以及由于直接支路端镜M1和延迟支路端镜M2的相对位置不满足难零程差条件时,对该仪器的条纹常数的影响,给出了对条纹常数的修正因子,并将条纹常数的相对误差和条纹数的测试误差进行了比较。这对提高JSG1型激光速度干涉仪的测试精度具有重要意义。     

关于奇异摄动理论在自引力介质波动中的应用

本文通过自引力介质中波动的两个具体实例,讨论了与应用奇异摄动法有关的一些问题。第一个实例是密度波理论中遇到的带有三个迴转点(其中两个相距很近)的复本征值问题,指出:由于此问题中迴转点分布的几何结构敏感地依赖于复本征值ω,因此,即使为了求得初级近似的一致有效渐近解,也必须事先对于复本征值ω对摄动参数λ的依赖性作某些明显的分析:将ω(λ)展成级数sum from l=0 to ∞ ω_jλ~(-i),并根据问题中的辐射条件,估计出ω的实、虚部关于λ的不同量阶。这是此问题分析过程中的关键性步骤。这一作法在形式上与通常的变形参数法(Lindstedt-Poincaré方法)有些类似,但实质并不相同。第二个实例是自引力介质中弱非线性波的渐近周期解及色散关系。指出:倘若采用展开式ω=ω_o(k) εω_1(k) ε~2ω_2(k) ……(其中ω为频率,k为波数),则所得弱非线性色散关系当λ→λ_J(Jeans波长)时不一致有效。本文在分析了产生这种不一致有效性原因的基础上,改用展开式k=k_o εk_1(ω) ε~2k_2(ω) …。于是,不但弱非线性渐近解关于(x,t)一致有效(当波长λ固定),而且弱非线性色散关系关于波长λ也一致有效。从而指出在此问题以及其它类似问题中根据物理特点适当选取变形参数的必要性。     

构建相干长度之外的激光干涉仪

用于微型光刻技术中的多数紫外线（UV）或深紫外线激光器，无论是基于气体的准分子或二极管泵浦固态（DPSS）激光器，其输出频谱均较宽。与此同时，能传送紫外或深紫外光的多数光学材料均具有较高度频散性（即它们的折射率，n（λ），随波长λ变化）。在这种情况下构建一台紫外干涉仪比那拥有狭窄光谱的激光和几乎恒定折射率的光学材料的情况要复杂得多。本文描述一项激光干涉技术，据此可以补偿光学材料的高频散性，从而构建传统意义上所定义的相干长度之外的激光干涉仪。给出理论上的陈述，并提供初步实验结果。本文最后讨论了此情况下干涉条纹的对比度、激光相干长度，以及如何控制光源的时域不稳定性和空间不均匀性的方法。     

云纹干涉法同时测定三维位移场(U_0,U_(45),U_(90),ω)

本文介绍了用云纹干涉法同时获得三维位移场——面内位移(U_0,U_(45),U_(90))和离面位移(w)的两种方法:实时观测法和加载波条纹的差载法.前者可一次加载,分别观测各个位移分量条纹图;后者可用一张底板同时记录全部三维位移信息,通过光学滤波分离出各位移分量条纹图。测试方法和计算都很简便,不仅能测静荷,同时也可测动荷,文中还介绍了实验用的仪器,给出了实验结果。     

基于位移补偿的离面位移实时追踪算法

本文提出一种基于位移补偿的离面位移实时追踪算法,并给出基于卷积全场最大值和基于卷积局部极大值两种计算方法。将位移前后的干涉条纹图子区与Gabor模板进行卷积匹配,得到与相应子区重合的模板,计算模板位相变化量,求得位移大小及方向;再利用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)对位移进行同步追踪补偿,实现离面位移测量。文中分别进行了镜面干涉追踪实验以及散斑干涉追踪实验,验证了本算法在大量程、高分辨率、实时测量以及抗噪声等方面的可靠性与有效性。     

用差分干涉仪摄象及其计算处理

导言近十年来,我们研究所使用差分干涉仪(D.I.)观测流动过程(图1).由石英晶体制的双棱镜(渥拉斯顿棱镜)将每股光线分成两束,这两束光以微小的间距2e 透过试验段,在底片上它们再度相遇.这样产生的干涉现象(条纹移动)是衡量这两束光程差的尺度...     

加窗傅里叶滤波和相干增强扩散在条纹去噪中的比较分析

光学干涉测量具有非接触、高精度和全场测量的优点,能对形变、折射率、位移等信息进行测量。噪声滤除是光学干涉测量产生的条纹图像处理的一个关键问题。加窗傅里叶滤波(Windowed Fourier Filtering,WFF)与自适应加窗傅里叶滤波(Adaptive Windowed Fourier Filtering,AWFF)是有效的频域去噪算法。相干增强扩散(Coherence Enhancing Diffusion,CED)则是基于偏微分方程的空域去噪算法。针对条纹去噪问题,比较了WFF、AWFF和CED在不同密度和不同噪声类型的条纹图上的表现,分析了它们的适用条纹类型。     

电子剪切散斑图像处理的相移技术

本文从理论上分析了电子剪切散斑干涉(ESSPI)实现相移的可行性,推导了相移的 ESSPI 光强表达式;采用机械放大式相移器得到相移 ESSPI 条纹图;用计算机图像处理技术精确地获得位相图;用去包裹技术得到等位移梯度曲线和离面位移分布曲线,使 ESSPI 图像处理的过程简单化,快速化,提高了测试的自动化程度。     

微波条纹干涉仪用于激波管中电离现象的研究

本文介绍了8mm和3mm微波条纹干涉仪的结构和工作原理。微波条纹干涉仪具有高的测量灵敏度和精度(比普通透射仪和反射仪高一、两个量级),又有好的抗干扰能力,因此它是测量等离子体中电子密度的一种可靠手段。在P_1=1×10~(-2)—1mmHg Ma_s=9—22.5范围内的空气中,本文条纹干涉仪的测量结果与作者以前用其它手段测量的结果是一致的。根据这一宽阔范围内各种手段测量的结果,我们得到了在同一Ma_s下,n_e∝P_1的近似关系。这一规律与理论计算的结果也是符合的。本文将条纹干涉仪与透射仪联合使用,测定了在某些温度下慢电子与中性粒子的平均碰撞截面。     

光力学多波长法的研究

1.引言识别条纹级数的问题是全息光弹性、全息干涉位移测量和散斑干涉技术等光力学方法中一个共同的重要问题.在五十多年以前,Coker和Filon对光弹性的权威贡献中广泛地使用了白光.十几年以后Frocht曾描述过作为决定分数级条纹的“彩色匹配”的概念.在普通光弹性中白光用作识别等差线零级条纹和辨别最大及最小条纹级次,以及识别脊部以便确定条纹的增减.由于白光光源是连续光谱,条纹可以由任何的“补充色”定义.在偏振仪暗场情况下条纹的色序近似是浅黄、黄、红、兰、绿.一定数值的程差对应着一定的颜色,受力模型上程差为零的点对所有不同波长的光消光,零级条纹的颜色永为黑色.但当程差继续增加时,到一定数值将出现消光重叠现象,因此     

复合型裂纹位移场的分析

本文分析了复合型裂纹尖端v向位移场的特点,即v=0的位移线和切点连线(等位移线斜率为零的切点的连线)均为直线,它们的斜率与K_Ⅱ∶K_Ⅰ有关.在裂纹两岸的v向位移大小相等符号相反.当纹尖有刚性转动时,裂纹两岸同x处的v向位移不同.利用它们的代数和可消除变形位移,而得到两倍的刚性转角位移,从而求出刚性转角,并找到无刚性转角时的v=0位移线和切点连线. 作者利用上述特点,由贴片云纹干涉法得到有刚性转角的条纹图中求出转角、纹尖精确位置、和应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ.与文[4]的计算值一致,实验与计算的条纹图吻合得很好,结果令人满意.     

第三讲 云纹干涉法

1 引言本篇介绍了云纹干涉法的发展历史,光学原理,实验技术,在断裂测试中的应用及其发展前景。本篇采用的一种非常简单的方法来定量地解释云纹干涉条纹及其形成,使不熟悉波前干涉理论的初学者易于接受,而又不失其理论上的严谨。云纹干涉法(Moire Interferometry)是在经典云纹法基础上发展起来的一种光测力学新方法。它继承了经典云纹法的简易性、全场性、实时性、条纹定域在表面及不受试件材料限制等的优点,加之测量灵敏度高(可达0.25μm),条纹反差好,而越来越受到实验力学工作者的重视。同时,云纹干涉法综合了经典云纹法和全息干涉的概念和技术。尽管它的条纹形成机理和     

JSG-1型激光速度干涉仪

研制了JSG-1型激光速度干涉仪,它是一种宽量程、双延迟支路系统,可用于测量任意反射表面运动参数随时间变化的规律。采用大功率氦-氖激光器作光源,光电倍增管作光电转换系统。仪器包括五个记录信道,以正交方式记录干涉仪信号,可以用作双延迟支路速度干涉仪,记录冲击波阵面处粒子速度跃变时爆发的总条纹数。仪器还包括采用变象管相机记录的接口,便于改装为光学记录的速度干涉仪系统(ORVIS)。     

反射全息干涉和反射光弹性方法应用于应力波传播

在应力波传播过程中,半无限平面的聚酯模型在一个截面上的主应力分布解被实验所确定。应力波由摆式重锤的冲击所产生。应用两个外部适当的触发装置触发一个双脉冲红宝石激光器(0.5焦耳/每脉冲)。模型的一个表面做成全反射面,利用对这个表面的反射式全息干涉法和通过模型的另一表面的反射式光弹性法可以记录冲击后不同时间延迟的等和线与等差线条纹图。     

波在双孔隙与单孔隙介质界面上的反射与透射

基于Biot理论和双重孔隙介质理论研究了弹性波在双重孔隙介质与流体饱和单一孔隙介质 界面的反射和透射问题,在界面上假定裂缝孔隙流体相对于固体骨架的位移为零,推导了反 射系数和透射系数的计算公式,数值讨论了反射系数和透射系数随入射角和频率的变化关 系. 同时,讨论了双重孔隙介质中3种压缩波(P-1, P-2和P-3波)和一种剪切波(S波) 的频散和衰减特性.     

SPIE 会议文集 1163卷——条纹图分析

1 相移技术场移云纹:一种绝对值测量的新技术(A.J.Boehnlein等,美国工业技术研究所)。正弦位相调制的激光二极管干涉仪(带有能抑制外部干扰的反馈控制系统)(O.Sasaki等,日本Niigata大学)。动态条纹投影非接触式测量(M.M.Shaw等,英国Liverpool工学院)。用杨氏条纹鉴相器的高精度延迟测量(S.Nakadate,日本东京工业大学)。六闪光(Hexflash)位相分析实例(L.N.Mertz,美国Lockheed研究实验室)。