Ronchi光栅Talbot效应长焦距测量的准确度极限研究

针对基于Ronchi光栅Talbot效应的长焦距测量方法,分析了利用傅里叶变换求取莫尔条纹角度的准确度限制,提出了通过傅里叶变换的多次迭代逼近来提高角度计量准确度,从而提高长焦距测量准确度的方法,并在此基础上分析了这种方法的准确度极限.     

Ronchi光栅光密度的一种测试方法

本文提出利用衍射光栅的反射特性,在自光图像处理系统中对光栅进行实时无损伤检验.这种方法灵敏度高、简便易行,有较高的实用价值.理论与实验结果一致.     

基于Talbot效应的光准直测量方法研究

讨论了一种基于Talbot效应原理的快速检测准直性的方法。通过光束经两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度,该法简单、精度高且易于实现自动快速的测量。实验表明,该方法的相对误差可达±0.012%。     

用交叉Ronchi光栅作图像的微分

本文介绍一种二元(0,1)微分滤波器。它是由两Ronchi光栅交叉迭加而成,因此称之为交叉光栅。它具有制作简便,微分效果好等优点。     

利用Talbot效应测定光的波长

作为Ｔａｌｂｏｔ效应的一种新应用，本文提出一种测定光波长的方法；该方法以Ｔａｌｂｏｔ效应为基础，借助于叠栅条纹技术来判断Ｔａｌｂｏｔ像面的位置。文中给出了实验结果及讨论     

用光纤、滚珠和Ronchi光栅进行测量

<正> 光纤和轴承的滚珠可以作为测试工具。光纤很容易做成清晰明亮的光源。滚珠抛光后可成为完美的球体,并且在一些测试中,在几乎无法进入的焦点处可用它作为自动反射光学装置。最后我们介绍Ronchi试验并讨论它作为实验装置在许多不同条件下的适用情况。一、光纤经常出现这种情况,需要把一个点光源放在测试装置的中间,测试凹椭球面就是这种情况,见图1。大多数普通光源在这种测试中都产生一个大的模糊斑。可行的改善方法是使用分光镜或折光反射镜,即使这样也不会令人满意。     

Ronchi光栅检测非球面镜系统的设计及实验研究

为指导大口径非球面反射镜的精磨至抛光过程的加工,设计了Ronchi光栅检测系统。采用零位补偿器替代补偿光栅的设计制作,既能用Ronchi法对粗加工过程检测,也能用于干涉仪检测;模拟Ronchi检测过程中条纹形状与对应面型像差的关系,通过判断条纹形状对加工过程进行指导;针对某600mm口径的双曲面反射镜,设计了Ronchi光栅检测系统、零位补偿系统、成像系统。分析检测系统元件剩余反射对成像结果的影响,并提出相应的解决方案。分析表明,在Ronchi光栅检测光路中,分光棱镜表面5%剩余反射相对0.1%剩余反射,像面暗条纹的照度值增量大于30倍,条纹明暗对比度下降,难以分辨;光栅剩余反射大于3%时条纹中心产生亮斑,亮斑照度与条纹照度值比大于5倍。通过优化系统结构,降低元件表面剩余反射,提高了像面条纹对比度。将Ronchi检测系统用于双曲面镜抛光过程的检测,测得双曲面粗抛光后RMS值为0.042λ,PV值为0.291λ,可有效指导非球面的精磨与粗抛光过程。     

点光源下的Talbot效应在阴影叠栅中的应用

传统的阴影叠栅轮廓术的测量深度十分有限。根据点光源照明下Talbot自成像的空间分布规律,提出将点光源下的Talbot效应应用于阴影叠栅三维轮廓测量的方法。推导点光源模型下阴影叠栅测量系统中相机接收到的光强随物体到光栅距离变化的数学表达式。数值模拟和实验表明,相对于传统的阴影叠栅轮廓术,利用Talbot效应会大大增加阴影叠栅轮廓术的测量深度。分别使用文中所提出的方法和传统的阴影叠栅轮廓术对同一物体表面进行测量,两次测量结果之差在±5μm内。说明将点光源下的Talbot效应应用于阴影叠栅轮廓测量能够准确地反映物体表面的三维形貌。     

光折变晶体中全息相位栅的包迹

联立稳态带传输方各程和波方程,基于Kukhtarev模型和Moharam的场函数,以光强调制度为主要变量,求得了适用于任意干涉光强调制度及光激发效率为任意常数时的光折变晶体中全息相位栅包迹的解析解。在此基础上,分析了非破坏性读出情况罡的衍射效率。     

基于Talbot效应的周期性图像自修复

从惠更斯-菲涅尔原理出发,基于Talbot效应推导了周期性结构被破坏的物体衍射像自修复特性,并进行了理论模拟和实验验证.     

Talbot效应的空间方法

对于照明光束方向与物光栅平面法线方向呈任意角度的情况作了研究。证明了Talbot像平面与物光栅平面平行。还给出了特殊情况下的Talbot像强度的分布。     

Talbot效应的简单解释

从双缝干涉的简单理论出发,将光栅分解为许多组双缝,利用人们熟知的干涉条纹间距公式导出Talbot成像位置,结论与Talbot效应公式一致。并由实验证实,在(2 m 1)d2/λ(m为正整数)的位置得到的为横向平移d/2的周期像,并非原周期性物的负反差像。     

光纤Bragg光栅的饱和效应

光纤 Bragg光栅的饱和效应可引起二阶衍射,并使一阶衍射的峰值反射率下降.本文利用折射率变化模型和耦合模理论,模拟了饱和情况下 Bragg光栅的一阶和二阶衍射谱,并讨论了饱和系数对一阶和二阶衍射的 Bragg波长和峰值反射率的影响.数值模拟结果与参考文献中的实验结果相吻合.     

Talbot效应探究实验设计

以Talbot效应实验为例探索研究型实验教学模式,科学设计实验,实施研究型教学方法与手段,引导学生逐步建立Talbot自成像概念,总结自成像规律。并通过课外延展掌握Talbot效应原理,由现象到本质,真正进行探究性学习。教学实践表明,该探究实验提高了学生对实验课程的兴趣,学生的自主性得到充分发挥,科学探究能力得到了训练。     

运动折射率相位栅和背向光折变散射

本文按照Kukhtarev的光折变理论讨论了在LiNbO₃:Fe晶体内自发形成的运动折射率相位栅和由它所引起的强烈的背向光折变散射。 关键词：     

基于相位重建的叠栅层析技术

针对叠栅层析研究中采用基于相位重建方法处理叠栅条纹图像的问题,用标量衍射理论对叠栅偏折仪的叠栅条纹形成原理进行分析.通过小孔滤波分别提取光场的零级和一级频谱,分析结果与传统的通过几何叠加原理的结果一致,在形式上更加精确.结论表明,叠栅条纹是多波面剪切干涉的结果,且一级频谱滤波下的叠栅条纹图像满足严格的余弦强度分布.采用基于多重网格相位展开的傅里叶变换方法和叠栅层析滤波反投影算法对丙烷燃烧场进行了层析重建.     

3-光栅系统的干涉效应

本文用部份相干的观点提出并研究了三个独立光栅串联排列系统的干涉效应。用模糊函数导出了干涉条纹光强分布为三个光栅等效函数的联合卷积-相关积分。给出了条纹存在的光栅间距离和周期比条件。随光源光栅狭缝宽度的变化相应产生相干的Talbot效应、部份相干效应和非相干的Lau效应。部份相干条纹的波形随光栅的平移而变化。最后给出了实验验证。 关键词：     

晶体锥光效应和相位测量

本文提出了一种新的以晶体锥光偏光干涉效应为原理的强度空间滤波器的方法以及用于傅里叶滤波准光干涉术进行相位测量的原理.这种方法不需要傅里叶变换透镜以及空间滤波器图案板.讨论了各种具体结构,分析了工作特性,叙述了能产生多种等位线条纹系统并可带有背景条纹.最后给出实验例子.     

Ronchi相移剪切干涉仪及其相位提取误差分析

在分析Ronchi相移剪切干涉仪典型系统参数的基础上,系统研究了该干涉仪相位提取精度的主要影响因素。结合传统的五步相移算法,采用所提出的八步与十步相移算法,对Ronchi相移剪切干涉仪的相位提取误差进行理论分析和仿真计算。仿真结果说明,八步和十步相移算法可以有效地消除多级衍射光寄生干涉对相位提取精度的影响,且十步相移算法比八步相移算法具有更高的相位提取精度;为了提高测量精度,要求相移误差优于2%;探测器位数大于10位;光栅周期误差小于1%;光源空间相干性低于0.1。通过采用不同的相移算法、剪切率和光源空间相干性的三组对比实验,对理论分析的正确性进行了验证。     

基于压缩传感的纯相位物体相位恢复

传统的相位恢复算法通过双强度或者单强度测量的数据进行迭代运算以恢复丢失的相位信息, 它要求采样数据必须满足香农采样定理.当成像的分辨率较高时, 大量的测量数据势必会对数据采样设备提出更多的要求.因此, 为减少采样负担, 本文提出了一种基于压缩传感的相位恢复算法, 通过在傅里叶面的少量单强度测量数据, 应用改进的混合输入输出算法来恢复纯相位物体的相位分布.在采样数据远小于采样定理所需的条件时, 该算法仍能精确地恢复相位分布具有分块均匀特征的纯相位物体.数值仿真实验表明该算法具有良好的收敛性能. 关键词： 相位恢复 压缩传感