基于成像法的玻璃厚度测量

光学成像是生活中常见的物理现象,同时也是中学物理教学中的重要内容。本文对基于成像法的玻璃厚度测量进行了研究。基于光线理论给出了经玻璃上下表面反射光的成像光斑间距与玻璃厚度之间的数学关系,设计了一套简易的实验系统,提出了一种基于“斜率逼近法”的比例系数“k”的计算方法。该玻璃测厚教学实验装置具有原理简单和成本低等优势,涉及光学成像,以及简单的图像和数据处理等内容,适合高中的教学及实验,能够激发学生对物理的兴趣,同时培养学生的逻辑分析能力和实践动手能力。     

基于Pockels效应的高压电场光纤测量与Labview软件的实现

采用基于Pockels效应的高压电场测量方法,建立了电光效应电压测量系统。从理论上分析了单片BGO晶体测量电压的极限,提出了多片BGO晶体间隔排列测量高压的解决方案。通过引入虚拟仪器技术,以Labview作为软件开发平台编写软件程序和对采集信号进行处理与分析,提高了系统的稳定性和准确性,取得了良好的效果。     

基于分数阶傅立叶变换的线性调频回波参数估计

本文提出了一种适用于宽带线性调频回波的分数阶傅立叶变换参数估计方法。它通过寻找合适的信号代替发射信号做模版,使得模版信号与接收信号的模糊函数匹配度高,峰值尖锐,失真率低。再利用分数阶傅立叶变换与模糊函数的关系,使用两次分数阶域的峰值搜索代替原有的一次二维搜索降低计算量。仿真实验结果表明,本文提出的方法在精确估计宽带回波的时延和频移的同时降低了计算复杂度。     

基于透射谱的GaN薄膜厚度测量

通过对蓝宝石衬底异质外延GaN薄膜光学透射谱的分析，结合晶体薄膜的干涉效应原理并考虑折射率随光子波长变化的影响，从理论上推导出了实用的薄膜厚度计算方法. 实际应用表明，该方法是一种快速准确的GaN薄膜厚度测量方法. 关键词： GaN 透射谱 厚度测量     

傅立叶变换用于电机转速的测量

提出了一种用傅立叶变换进行电机转速测量的新方法,以Labview为平台建立了实验系统,利用采集卡（或计算机声卡）检测被与电机同轴连接的齿盘调制的光电信号,由信号的幅度谱计算电机的转速。使用斩波器对此方法进行了实验验证,当转速范围为100—6000r／m,测量结果和实际值完全吻合。     

基于Wigner-Ville分布用超声回波测量随机介质的特征

生物组织微结构具有随机介质的特性,文中构建了生物组织超声散射的一维随机介质模型,提出用Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布函数方法估计该随机仙擀的空间分布特征,仿真和实验结果表明这一方法具有良好的空间分辨率,能较好地检测出随机介质微小散射元的个数和空间分布同时能精确地保估出散射元平均间距,研究结果表明该方法还具有良好的抗噪声性等优良特性。     

基于Labview的迈克尔逊干涉仪测量空气折射率虚拟实验研究

对迈克尔逊干涉仪测量空气折射率干涉实验的物理特征进行了仿真研究并动态展示了实验结果.     

光回波（反射）损耗测量

本文叙述了光回波（反射）损耗测量的基本方法。主要论述了采用分路器（BD）方法（OCWR）的工作原理、测试系统组成及校准、误差来源及减少误差的方法。介绍了实际测量中为提高测试结果的可信度而需注意的问题。     

nm量级薄膜厚度测量

 为了获得nm量级薄膜样品的精确厚度,采用软X射线反射率拟合方法、Bragg衍射方程方法和反射率Fourier变换方法分析了常规Cu靶X射线衍射数据及软X射线反射率数据。对厚度测量结果进行比较,3种方法得到的结果一致性很好。其中,软X射线反射率拟合和Bragg衍射方程方法精度很高,优于1 nm,Fourier变换方法精度稍低。对于单层W薄膜样品,3种方法获得厚度分别为(15.21±0.60) nm,(14.0±1.0) nm和(13.8±1.5) nm;对于双层W/C薄膜样品,W层厚度分别为(12.64±0.60) nm,(13.0±1.0) nm和(13.9±1.5) nm。这3种方法测量结果精度主要取决于反射率数据测量精度,而Fourier变换方法精度随着能量升高而提高,随着掠入射角范围增大而提高。     

基于Labview的光学空间滤波远程虚拟实验

提出了一种利用Labview实现光学空间滤波模拟的新方法,并对经典的阿贝-波特实验设计了仿真程序.该程序可根据用户设置的参量生成二维网格光栅作为整个物理过程的输入物,允许用户选择多种不同的滤波方式,如低通、高通、方向滤波等,并可依次操纵成像的各个步骤.程序可脱离编程环境独立运行,具有跨平台、界面友好、易于操作等优点,并可架设基于浏览器的远程虚拟实验.     

非准确联合变换相关测量透镜焦距

提出了一种利用非准确联合变换相关测量透镜焦距的方法.该方法首先利用已知焦距透镜记录联合功率谱,再用记录的联合功率谱经被测焦距透镜输出相关点,记录相关点并测出其间距,可以计算出被测透镜的焦距.理论分析和实验结果表明,该方法有较高的测量准确度,能实现透镜焦距的自动测量.     

基于单幅图像的工业内窥镜相位法三维测量研究

用于工业内窥镜的相位法三维测量受探头尺寸限制,要求装置简单。求取相位的常用方法有相移法和傅里叶变换法。将傅里叶变换法用于内窥镜的相位法三维测量克服了相移法的移相装置复杂,需要多幅图像,计算量大的缺点。该方法只需一幅图像就能完成测量,测量精度比相移法略低。     

基于条纹投影的振动扬声器形变测量

动态傅里叶变换轮廓术是将结构光投影和傅里叶变换理论相结合的三维面形测量技术,它只需一帧变形条纹就可以恢复物体的三维面形,且速度快、精度高、易于实现,被广泛应用于各领域的动态三维测量。利用动态傅里叶变换轮廓术对扬声器在给定激励源频率下的振动过程进行动态测量,得到扬声器纸盆不同频率振动的三维面形数据。结合扬声器发声的机理,通过对振动扬声器三维面形数据的处理和分析,得到扬声器纸盆局部任意时刻的形变量,分析了产生纸盆自身形变量可能的原因,探究了纸盆振动对扬声器性能的影响,为扬声器的设计和改进提供依据。     

改进傅里叶变换轮廓术的测量算法研究

提出一种适用于更普遍情况的计算方法.推导了投影装置与成像装置双瞳不等高且双轴不共面时的条纹获取公式.推导出新的相位获取公式以及相位高度映射公式.使得系统可以在双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时进行正确的三维测量.与传统的傅里叶变换轮廓术(FTP)相比,该算法实验系统的搭建更容易,投影装置和成像装置的摆放位置町以随意移动以方便全场条纹的获取;与改进的傅里叶变换轮廓术(IFTP)相比,只需要对系统测量三个长度量,系统参量的获取更容易和准确,从而误差变小,测量结果更加接近真实.     

Remote Measurement of Motorcycle Exhaust Using Fourier Transform Infrared System

Abstract

We have explored the basic theory and quantitative methods for the measurement of motorcycle exhaust using a Fourier transform infrared interferometer system. Remote sensing direct measurements were made and the species carbon monoxide, carbon dioxide, nonmethane paraffinic carbon(CH^x) and unburned additional harmful species in motorcycle exhaust were determined. Typical concentrations observed in absorption for carbon monoxide, carbon dioxide and nonmethane paraffinic carbon were about 1.11%, 1.91%, 0.54% respectively. Furthemore, this paper describes the remote sensing Fourier transform infrared spectrometer system. The system covers the infrared spectral region from 700 to 6000 cin^?1 at a maxim resolution of 0.06 cm^?1 for beamsplitter of gerrniuiirun coated zinc selenide and receiver telescope with zinc selriide leis. For air multipollutant monitoring the analytica1 methods have the potential and become important. The remote measurements usirig the Fourier transform inf raid spectroscopy could become niore practical.     

基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法

在研究二维FFT法进行干涉测试基本原理的基础上,提出一种基于二维FFT的薄膜厚度测量新方法。利用搭建的泰曼-格林型干涉系统,用CCD接收、采集卡采集,可获得被测膜层的干涉条纹图像。编制算法处理软件,可实现对干涉条纹图中薄膜边缘识别、区域延拓、滤波、波面统一等的处理,从而获得带有薄膜信息的面形分布,实现对薄膜样片厚度的自动化测量。研究结果表明：所测薄膜厚度的峰谷值为0．2562,均方根值为0．068λ,说明采用基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法测量薄膜厚度具有较高的精度。     

基于LCD数字投影技术的傅里叶变换法测量物体三维形貌

利用数字投影栅线技术, 采集变形前后的两幅图像,存入计算机中,然后根据Fourier变换原理进行处理,解调出物体的形貌信息.整个过程自动化程度较高,尤其是投影栅线为正弦栅线且栅距随意可调,比栅板投影栅线所含噪音小,因此精确度较高,而且使用的仪器常见,对环境要求 低,简便易行,有利于进一步推广.给出对爆竹像的实际测量结果,结果表明了该方法的实用价值.     

基于CCD的石英玻璃管壁厚在线检测系统研究

提出了一种用于石英玻璃管壁厚非接触测量的光电检测技术,研制了石英玻璃管壁厚在线检测系统。在确定检测总体方案的基础上,进行了石英玻璃管厚度检测原理、发射光学系统、CCD器件选择和数据处理系统的研究。根据几何光学中反射与折射定律,利用三角关系建立了石英玻璃管壁厚和光束宽度之间的关系。对实验结果进行了误差分析,验证了方案的可行性,系统测量精度优于±0．01mm。系统调试和实际测量结果表明,研制的系统满足在线非接触测量要求。     

基于回声状态网络的BOD在线软测量模型

针对污水处理过程的BOD建模问题,提出了一种基于回声状态网络的BOD在线软测量方法;基于梯度下降规则对回声状态网络的在线学习算法进行了研究;为保证学习算法的收敛性,基于Lyapunov理论对学习率范围进行了确定;实验表明,基于回声状态网络的在线BOD预测方法较常规神经网络预测精度提高约两个数量级,模型的适应性也大幅提高。