数字散斑相位图去包裹新算法

提出了一种新的数字散斑相位图去包裹算法,主要针对检测对象为复杂非连续物体这一情况。物体在激光照明下,采用光学相位反相相减图像的方法来检测并标识出相位间断区,并利用改进了的行列去包裹算法。使去包裹过程只在相位有效区域进行,从而准确快速地实现全场有效区域的相位去包裹。与已提出的相位去包裹方法相比,该算法具有计算量小,速度快,并能有效地避开大面积的相位间断区的优点,该方法使数字散斑技术可以方便地应用于工程实际中如对复杂非连续构件的变形、振动等方面的定量分析。     

相位调制数字散斑干涉术

提出一种可绕Ｚ轴转动的粗糙平板（参考物体）实现相位调制，该方法在不改变电子散斑干涉术（ＥＳＰＩ）或数字散干涉术（ＤＳＰＩ）系统装置的情况下，可用于微小离而位移场（例如最大离面位移为λ）的测量，以及复杂形变的离面位移场的自动测量。     

基于液晶体的大错位量散斑相移技术研究

系统地分析了大错位量散斑干涉术测量离面位移的原理,并结合晶体光学理论详细分析液晶体的相移过程．同时从理论上剖析了沃拉斯顿棱镜的错位机理,从而构造出一种新的基于液晶体实现大错位量散斑相移技术的测试系统。采用该检测系统对结构实体混凝土在不同养护时间情况下的力学行为进行测试研究。实验结果揭示：随着养护时间的增加,混凝土结构的力学性能指标也相应增加,但在养护21天后,混凝土结构材料的弹性模量和结构强度都达到某一稳定值(即标准试样在同等养护条件下的实验室测量值)。并且也发现该技术使用方便,检测时受环境的影响小,可以实现现场在线原位实时无损检测,并能够得到非常真实的检测结果,从而可以实现更精确的定量计算。     

Phase Measurement Algorithm without Phase unwrapping Problem for Phase stepping interferometry

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｈａｓｅｓｔｅｐｐｉｎｇｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｍａｎｙａｓｐｅｃｔｓ．Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｈａｓｅｕｎｗｒａｐｐｉｎｇｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｔｈ...     

基于数字全息干涉术的液相扩散过程可视化

提出了利用数字全息干涉术可视化观测液相扩散过程.实验中,采用马赫-曾德干涉仪光路记录乙醇与水之间两相扩散过程的多幅数字全息图;再通过数值再现不同扩散状态的波前相位分布,获得液体中的摩尔浓度分布;最后,根据菲克定律获得两相流扩散系数.结果表明:利用数字全息干涉术可实现对液相扩散传质过程的快速、实时及高精度测量;该方法还具有可实现远程监控、拥有大量微观数据的优点;此外,采用文中全息干涉光路结合波分与角分复用技术可实现多相流扩散系数的测量,为获得溶液中非线性变化特征参量提供了有效技术手段.     

Digital phase stepping speckle interferometry

A variation of electronic speckle pattern interferometry (ESPI) is presented whereby phase fringes are produced in contrast to speckle correlation fringes. Digital phase stepping speckle interferometry uses a phase measurement technique developed for holographic interferometry, which involves phase shifting of the reference beam in a conventional speckle interferometer. Saw-tooth phase fringes are produced by subtracting the phases of the speckle fields before and after object deformation in a digital frame store. This enables the sign of the deformation to be distinguished. After application of a special low-pass digital filter, the phase fringes are of adequate quality to be counted automatically.     

Accurate Phase Shift Extraction for Generalized Phase-Shifting Interferometry

An accurate phase shift extraction method for generalized phase-shifting interferometry is suggested. Based on the nearly random phase distribution of the diffraction field of the object, a singular formula is derived to calculate the unknown phase shift without the requirements of an iteration process or the selection of the correct value from two or more possible phase shift solutions as needed before. This method can be used in the cases of two or more frames with both smooth and diffusing object surfaces. Computer simulations and optical experiments have satisfactorily verified the efficiency and accuracy of this method.     

An Effective Phase Unwrapping Algorithmfor Phase-stepping Interferometry

1.IntroductionInrecentyears,manyinterestshavebeenconcentratedontheproblemofphaseunwrappingforthefringepatternanalysis.Thewrappedphaseisintheformofthetangentfunctioninthecomputer.Thecalculatedphasevaluesarewrappedinto--rsto rs,whilethepracticalphasevaluesarereconstructedafterphaseunwrapping.Ifthecasesof'noise,steepwavefront,lowmodulation,andspeckleexistinthefringepatterns,thephaseunWrappingprocesswillfailthroughtheconventionalphaseunwrappingalgo-rithm[1'2].Asaresult,manystripswillbegeneratedin…     

Digital Holographic Interferometry for Nonthermal Plasma Pulse Analysis

Russian Physics Journal - A method of digital holographic interferometry and an automated laboratory unit developed to determine the parameters of a nonthermal plasma jet in a pulsed mode are...     

Real-time comparative Digital Speckle Pattern Interferometry

A comparative Digital Speckle Pattern Interferometric technique which allows compensation of fringes is presented in this paper. The technique employs two identical objects, the master and the test, that are identically loaded to detect the difference in their displacement profiles. The advantage of using DSPI is that real-time compensation of fringes can be achieved precisely and defect detection becomes much easier. Theory and experimental results are presented.     

基于白光干涉的自稳定定量相位成像系统

提出和建立了基于白光干涉的自稳定定量相位成像系统.该系统以柯勒照明的白光迈克耳孙干涉计为基础,使用自稳定锁相电路以减少相位噪音,引入相移装置获得定量的相化位图像.实验分别以平面镜、标准测试图和聚苯乙烯小球为样品.获得了清晰的定量相位图像,实现了对样品的实时观测.该装置采用卤素灯照明,达到轴向分辨力5 nm,系统中的柯勒照明结构使其具有高空间相干性.实验结果表明,该装置能有效避免系统中其他光学表面(如系统中的透镜表面)干扰信号的影响.     

调制度分析在等步长相移法相位展开中的应用

推导了两种常用等步长相移算法的调制度表达式,提出一种新的调制度分析方法。该方法用于等步长相移法中基于加权最小二乘法的相位展开,能够充分利用调制度信息,构造二值和小数权重,从而增强相位展开过程对多种干扰因素的免疫力。实验结果说明了该方法的有效性和实用性。最后比较了二值权重和小数权重在加权最小二乘法的相位展开中的性能表现。     

正弦相位调制双法布里—珀罗干涉术的实验研究

讨论了光纤传光、正弦相位调制的双法布里－珀罗干涉术实验结果。通过光强信号的傅里叶分析，证实基频幅值和相位均合谐振腔长度或程函变化信息，从而提出实现基频相位或幅值测量的时间间隔测量法或幅值整流基频幅值测量法。在已研制的实验装置上，测试两种方法的灵敏度阈，结果表明：作者提出的平行双通道结构和光纤传光的测试方法能补偿谐振腔温漂影响，简化信号处理过程，更适合实时测量。     

基于圆载频干涉图相位解调技术的点衍射干涉术

为测量光学系统出射波前以及动态波前,提出一种基于圆载频干涉图相位解调技术的点衍射干涉术。在传统点衍射干涉仪中调整点衍射板轴向离焦量引入圆载频,通过二阶极坐标变换可以将圆载频干涉图转换为具有准线性载频特征的干涉图,从而在频域中将连续频谱转换为准离散谱,采用傅里叶变换法即可提取相位。仿真波面为利用36项Zernike多项式随机生成,在离焦17λ条件下相位恢复误差的均方根值为0.002λ。实验测量了F/10标准镜头岀射波面,测量结果与SID-4波前探测器一致;实验还实现了有机玻璃材料吸收特性的动态检测。因此采用该技术能够实现光学系统的检测以及动态波面实时测量。     

正弦相位调制双法布里－珀罗干涉术的实验研究

讨论了光纤传光、正弦相位调制的双法布里－珀罗（Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ）干涉术实验结果．通过光强信号的傅里叶分析，证实基频幅值和相位均含谐振腔长度或程函变化信息，从而提出实现基频相位或幅值测量的时间间隔测量法或幅值整流基频幅值测量法．在已研制的实验装置上，测试两种方法的灵敏度阈，结果表明：作者提出的平行双通道结构和光纤传光的测试方法能补偿谐振腔温漂影响，简化信号处理过程，更适合实时测量．     

Interferometry based on the lau effect

Two interferometers are described for investigating phase structures. In both an extended white light source is used for illumination. The operation of the interferometers is based on the Lau effect, which is briefly explained.     

移相干涉技术中移相器的自校正方法

移相干涉技术（ＰＳＩ）是８０年代兴起的一门干涉图形自动识别技术，移相器作为移相干涉技术的关键部件其移相误差将直接影响到移相干涉技术的干涉图的识别精度。本文提出了一种移相器的自校正方法，即利用移相干涉仪的自身系统，通过快速傅里叶方法，对移相器进行逐步逼近校正。结合移相式红外干涉仪的研制，给出了一组移相器的自动校正的实验，实验表明，校正后的移相器的非线性误差可由原来的５％降低到０．２％。     

基于脉冲数字全息干涉术的云滴谱离散度研究

为了研究云滴谱的离散度与云微物理参量之间的相关性,提出了基于现场可编程门阵列的短脉冲调制激光、高分辨率显微光学系统和同轴数字全息干涉术相融合的观测技术,该技术探测云滴粒子的最小尺寸为2μm,还可以获得完整的云滴谱谱宽数据。在膨胀云室中连续三天的不同气溶胶数浓度下,开展了生消过程中云滴粒子的三维位置与直径的观测,利用观测结果计算了云微物理参量。进一步分析了云滴谱的离散度与云微物理参量在生成与消散过程中的正相关关系。通过比对不同气溶胶数浓度条件下云滴谱离散度的分布情况,得到了随着云滴数浓度的增多,离散度的取值范围会逐渐减小,且离散度相对拟合线的离散性降低的结论。     

单频干涉仪瞬时相位计算的神经网络模型

用反三角函数表述的单频干涉仪瞬时相位的解析计算模型通常是分段或不连续的 ,不利于系统性能的综合分析。这里提出了基于神经网络的干涉仪瞬时相位的连续型计算模型 ,给出了网络学习方法。仿真研究结果表明 ,该模型对干涉仪瞬时相位的辨识精度优于 0 5° ,同时对干涉仪的光强波动有良好的鲁棒性 ;实验结果验证了这一点 ,为进一步提高单频干涉仪信号处理精度奠定了基础。此外 ,简要述及了该模型在其他测量领域 ,特别是速度 加速度测量领域的应用前景。