高速微粒子场的全息诊断技术

本文用全息摄影方法研究了爆炸产物阵面上微粒子场。据高速摄影测试结果表明,产物阵面微粒子约以5000米/秒的速度飞散。着重讨论了全息摄影允许的微粒子运动速度与其它参数关系的计算公式,同轴全息和离轴全息的特点和适应范围以及如何用空间滤波技术获得高分辨率的微粒子图象。     

高速粒子场同轴Fraunhofer全息数据处理系统研究

介绍了用同轴Fraunhofer全息测量强动载下材料表面微喷射粒子场的数据处理方法.在全息像重建过程中，将再现的三维粒子场由计算机控制分成许多小薄层采集.在数据处理过程中根据图像中粒子边缘，决定在整幅图或局部采用边缘检测的方法提取大粒子，根据图像的灰度分布将图像分成很多小区域，在每个小区域采用不同的阈值分割图像.在处理结果的校正中根据粒子场的特点，去除过大、过小和重复统计粒子.采用该方法得到了粒子的空间分布图像及粒子大小的统计结果.     

高速全息电影摄影机

我们已研制成功了一种用于研究液体中气泡动态特性的高速全息电影摄影机系统。全息摄影的光源是一个复合腔氩离子激光器,它的出帧频率为300kHz,用来记录很长的全息图系列。为了连续地分离所记录的全息图,我们同时采用了两种空间多路法技术:全息摄影感光板或胶片的旋转和声光激光束偏转。综合利用这两种技术,我们在一个系列里获得的单张全息图达四千幅。     

高速粒子场的全息再现图像的自动分割方法

针对再现图像的处理,通过将图像细分为多个较小区域,在每个小区域同时采用多种阈值计算方法,并引入错误校正机制,获得了能稳定地分割图像的自适应阈值.在此基础上,再用种子生长方法进一步界定粒子的边界,能获得更准确的分割结果,且其过程可以自动完成.该方法已成功用于动态实验图像的处理,获得了很好的结果,静态粒子靶实验表明该方法处理得到的相对误差小于15%.     

高速粒子场的全息再现图像的自动分割方法

材料在高压加载下产生的微喷射粒子的尺寸、形状、位置、速度等信息可用脉冲全息法来测量，采用这种技术获得的再现图像具有粒子尺寸小——只有几微米到十几微米、不规则形状、图像对比度差、粒子边缘不明显、分布不均匀、背景噪声大等特点。对这种图像，设计了一种稳定性、准确度都很高的自动分割方法。     

用高速实时全息干涉摄影研究火药燃烧场

本文简述了高速实时全息干涉摄影的原理和特点。提高了全息图的衍射效率。提高了干涉条纹的亮度和对比度。在有限的光源能量下实现了较高频率的实时全息干涉摄影。用16LB相机拍摄了火药的燃烧过程,拍摄频率3000幅/秒,初步分析了实验结果。     

动态微粒场分析的同轴全息技术

本文描述了采用同轴远场全息术测量柴油机动态油雾场的实验方法和原理,并讨论了横向放大率、全息图的衍射效率及离焦象几个方面的问题。     

粒子场数字全息诊断中的再现算法研究

 粒子场的数字全息诊断中,良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场,使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录,得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法,本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究,结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀,再现结果中无物理图像压缩,可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点,适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。     

动态微粒场诊断用全息光路的设计与分析

本文分析了动态微粒场测试的特点,设计了一种适合于动态微粒场用脉冲激光全息诊断的全息光路,并从理论上进行了分析。使用这种全息光路记录的微粒场全息图,当用记录参考光,而不是它的共轭光照明再现时,就能获得微粒的实象,因而,使得参考光类型的选择更加灵活。同时,由于光路设计上还考虑了参物光之间的空间相干性的匹配,故降低了对激光器横模的要求。     

高速全息摄影的光学特性

本文简述了DYGQ—Ⅰ型多功能高速全息摄影机的光学原理及其结构,并讨论了激光光学系统的特性。     

用于动态微粒场分析的离轴全息技术

本文描述了采用离轴全息方法测量柴油机动态油喷雾场的实验方法和原理,并讨论了油颗粒的半透明性以及判焦和密度限制等几方面的问题.     

雾化场光学全息与数字全息联合测量

针对雾化场光学全息测量存在干板湿化学处理繁琐、再现像采集耗时的问题,提出光学全息与数字全息联合测量的方法,建立由同轴光学全息、同轴数字全息以及数字延迟信号发生器组成的测量系统,并以双孔直射式喷嘴产生的雾化场为测量对象,利用该测量系统在一次测量中同时获得雾化场的光学全息和数字全息的再现图像,两者具有很好的一致性。光学和数字再现图像相对应的视场范围分别为27.87 mm4.77 mm和27.59 mm6.67 mm,数字方式获得视场范围内单一层面再现像的时间仅为8 s,而光学方式将近1 h。结果表明,光学全息与数字全息联合测量时,通过数字全息的雾化再现图像能够对实验总体效果进行实时评估,提高了雾化场全息测量的实验效率。     

粒子场全息的自由度分析

根据信息论的基本原理 ,从平面全息系统成像全过程的一般方程出发 ,利用回转椭球波函数以及平面全息系统的自由度表达式 ,对在实际工作中粒子场全息测量可能遇到的几种实验记录系统进行了分析计算 ,得到了相应的系统成像自由度的大小。同时根据信息匹配的原则 ,给出了粒子场所能成像的物场范围。比较了各种构型全息系统的信息量的大小 ,并进行了简要讨论。     

多通道瞬态全息粒子场测量

采用光学多通道方法进行粒子场的全息拍摄,可以有效地减小相干噪音的干扰,同时极大地提高了对粒子场的层析能力,对于粒子大小为100μm下的粒了场层析能力能达到1mm。前后粒子之中可以互不干扰,便于准确地测量粒子的大小、运动方向和速度等。文中进行了理论分析和实验,结果较好。     

扫描平场全息凹面光栅

从全息凹面光栅像差理论出发,考虑到扫描平场光谱仪的结构特点,推广全息凹面光栅优化设计的基本方程使之适用于扫描平场全息凹面光栅(SFHCG),且用在光栅扫描角范围内和在谱面上取点求和来代替复杂的积分运算,简化设计程序。给出一消像散SFHCG的设计实例和用这块光栅所做的实验结果。     

同轴数字全息技术在高速射流粒子测量中的应用

在高压加载下材料表面会产生微物质喷射，传统全息技术已应用在微物质喷射的测量中，获得包含粒子形状和位置信息的再现图像。数字全息技术作为传统全息技术的一种替代手段，直接采用CCD相机接收微喷射粒子的全息图像，再用数字方法重建粒子场，由于其避免了传统全息中干板的湿处理，并且不需要物理再现过程，具有实验过程简单方便、噪声小、实验结果直观、实时处理等优点。文中讨论了采用同轴数字全息技术测量微喷射粒子的实验情况，获得了铝飞片在爆轰加载下的微喷射粒子的数字全息图像和再现图像，给出了粒子的尺寸分布和微喷射粒子的速度。     

高速全息摄影在我所的发展

本文简要介绍了西安光机所在高速全息摄影和光电混合处理等方面的进展情况。 高速全息干涉计量和光学图象处理是所的主要发展方向。近几年在全息无损探伤、高速实时全息干涉计量、激光散斑、计算全息、实时混合模式识别等方面开展了较为深入的研究,取得明显进展。我们对固体火箭推进器包复层脱粘现象等分别用全息和散斑均进行过无损探伤、得到满意的结果,并于1986年底研制成功DYGQ——I型多功能高     

目标散射场全息重建方法研究

阐述了基于边界元方法(BEM)的散射场近场声全息,这种方法可以由测量的散射近场数据重建散射体表面散射场并预报整个散射场。文中首先推导了这种方法及相关的散射场分离方法的基本公式,然后通过数值仿真分析了不同全息图面的不同对全息重建结果的影响、奇异值滤波方法的作用、散射场分离方法的可行性等问题。     

全息声压场的加权范数外推方法

全息声压外推是Patch近场声全息技术的关键步骤.本文提出了全息声压的加权范数外推方法,该方法首先通过实测声压数据的功率谱信息构造频域加权范数,然后通过极小化频域加权范数实现全息声压外推.由于外推过程中同时利用了声压信号的波数域带宽和波数谱形状信息,因此其外推结果优于传统带限外推方法.数值仿真结果表明,该方法无论在外推精度还是计算效率上都明显优于经典的全息声压波数域外推方法.刚性箱体上的声激励固支板声压外推实验进一步验证了该方法的有效性和实用性. 关键词： 近场声全息 全息声压外推 加权范数