偏振影象全息干涉法在应力分析中的应用

本文提出了一种倍增应力条纹的实用方法.此法是利用消偏参考光的偏振影像全息干涉法,获得高级次有限宽绝对程差条纹,从而提高了确定条纹级数的精确度。     

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     

润滑膜厚测量的双色光干涉强度调制方法

提出一种红绿双色光干涉强度调制技术(DIIM)对球盘接触润滑油膜厚度进行测量.利用接触区外部干涉图像中红、绿分量强度值之差得到调制信号,并由此得到对应特征点的条纹干涉级次,进而由干涉强度得到接触区内任一点膜厚.运用多光束干涉理论对所提出的测量技术进行了原理分析,讨论了所用双色光的光波长、半峰全宽、测量介质对测量结果的影响.最后,应用该技术分别对球盘接触的静态间隙和动态油膜厚度进行测量,结果与经典理论有很好的一致性,证明了该技术的可行性.对试验所用的双色激光光源(红光653 nm、绿光532 nm),光学量程可达4μm.由于光强衰减小且能避免干涉级次计数,该方法可高效测量润滑油膜厚度.     

数字全息干涉相位导数计算的研究

应变测量对材料评估与分析非常重要。通过计算数字全息干涉的相位导数可实现应变测量。本文针对数字全息干涉相位导数提取问题,对数字剪切法和基于二维伪维格纳法进行研究。数字剪切法通过对干涉复相量的数字平移实现剪切,确定干涉相位导数,而二维伪维格纳法则通过对干涉复相量的二维伪维格纳分布变换,由变换模极值对应的频域参数确定相位导数。数字剪切法需干涉复相量的数字剪切过程,还需相位去包裹。由于激光散斑噪声的影响,直接数字剪切法处理效果较差,通过对剪切干涉复相量滤波,能较好消除散斑噪声影响。二维伪维格纳法无需数字剪切和相位去包裹,就可同时得到2个方向的干涉相位导数,但处理时间较长,处理效果较差。最后,用数字全息干涉法对四周固定、中心加载铝圆盘进行了实际测量,并分别用数字剪切法和二维伪维格纳法进行了分析。结果表明,滤波数字剪切法处理时间适中,处理效果较好。     

双参考光全息—散斑干涉术的原理和实验

本文用统计光学方法对双参考光全息——散斑干涉术进行了详尽的理论分析,给出了全息和散斑干涉场区域平均光强分布与光学系统主要参数及三维变形场各分量之间关系的解析表达式,进而讨论了离面位移和面内位移测量的上、下限,最后还给出了有关的实验结果。     

用散斑剪切干涉法测量物体的曲率

本文在Hung 提出的剪切干涉术的基础上,用散斑剪切干涉法测量了物体的曲率,其结果与Subra-manian 所得到的结果基本一致.并且用其测试了悬臂梁的受集中力作用后的曲率分布情况,理论解与实验值吻合得较好.     

干涉型光纤陀螺中的偏振光干涉

针对采用质子交换式波导和全保偏光路的光纤陀螺,利用双波束干涉法将光纤环圈中存在的与偏振模式相关的干涉场进行了分析,推导出每种干涉场对主干涉波的幅度及相位扰动的表达式。在此基础上分析了一些关键参数对陀螺偏振噪声的影响,提出抑制光路中寄生偏振干涉场的建议。     

干涉图计算机处理

本文描述了图像处理技术在干涉图判读中的应用.通过对各种干涉图条纹骨架的提取和剖面灰度级的分析比较,得出了一种简便迅速同时保持较高精度的条纹骨架坐标提取法.适用于变化范围较宽的各类干涉图的计算机判读需要.     

全息干涉条纹图的计算机自动处理与识别

本文应用数字图象处理与识别技术在IBM-PC/AT微处理计算机图象处理系统上对复杂的全息干涉条纹图进行了自动分析,文中采用二维灰度值检测的方法获取条纹的准峰或谷值二值图形,然后通过细化得到条纹中心,提出了用记忆跟踪算法自动去除毛刺和噪声线段.在用光标进行人机对话标定零级条纹后,可自动识别出其它整数条纹级数.分数级条纹级数可在整数级条纹数据之间进行线性或非线性插值得到.最后给出了全息条纹图分析的实例.     

从流场干涉图定量计算冲击波传播速度和压力

研究了含冲击波流场干涉图的图像处理方法。首先利用快速条纹细化算法细化干涉条纹,并利用条纹追踪算法提取冲击波波阵面,然后根据配准算法把序列冲击波波阵面配准在同一幅画面上。根据上述算法,在PC-VISION100图像处理机上开发了应用软件。实验结果表明,该方法不但可用于从流场干涉图中提取冲击波波阵面,更重要的是可用于从含冲击波流场干涉图中定量计算冲击波的传播速度和压力分布。     

干涉式集成光学陀螺关键技术及应用前景分析

干涉式集成光学陀螺仪利用光电子集成技术实现陀螺系统的芯片化,在实现高性能的同时,可实现批量化生产,满足低体积、重量、功耗和成本（SWa P+C）指标,在无人领域具有重要应用前景。根据干涉式集成光学陀螺的发展脉络及趋势,设计了基于氮化硅的低损耗波导环和单偏振波导谐振腔、异质波导集成耦合结构等关键部件,搭建了基于无源芯片与光纤环的干涉式集成光学陀螺实验样机,实现精度0.03°/h(Allan方差),为目前国内已有报道同类陀螺系统的最优精度。最后,给出了干涉式集成光学陀螺的应用前景分析。     

动态全息和散斑干涉技术研究薄板在横向冲击下的变形

本文提出了全息干涉和离焦散斑干涉的动态测试方案。并在对实际工程材料金属薄板的撞击实验中付诸实施,获得了成功。以新型的 DJ-1 型双脉冲红宝石激光器作为瞬态实验的相干光源。因仪器的被动Q开关特性,用自制的数字电路完成调Q监视、同步控制和测时。加载及动载测定装置由 Hopkinson 设备改制,自编的软件可在实验后数分钟内得到撞击波形。     

中国近代光测力学的进展和前景

实验力学是一门应用性很强的分支学科,是各学科发展必不可少的基础和手段,又是受到各学科发展以及整个国家工业和技术水平影响的学科.它包括理论研究、技术发展、仪器研制和应用各个方面.近年来中国实验力学有了较快的发展,现代光测力学是其中的一部分.近代光测力学是在原来光测弹性力学和云纹的基础上,由于激光问世而蓬勃发展起来的新原理和新技术,包括全息干涉、散斑干涉、焦散线法和云纹干涉法等等.同时,基于近年来图像处理方面的飞速发展和微机的普及,使近代光测力学的各方面,都向前跨了一大步.     

离心力对干涉测量光路的影响及其修正

本文分析了旋转载体上离心力造成的干涉测量光路中空气介质压强的不均匀变化，给出了与光路介质折射率相应的分布规律，分析了由此引起的干涉测量系统动态测量的示值偏差，据此分析计算的结果可用于测量结果的精密修正。本文的讨论结果为精密离心机及类似的运动载体上的动态干涉测量系统的分析设计提供了依据。     

RIPI去包裹法及其在云纹干涉图像处理中的应用

本文针对实验力学云纹干涉图像去包裹处理中容易导致拉线的问题对RIPI(区域识别、划分和积分)去包裹法进行了研究。文章首先建立了RIPI的基本原理并对其进行了数学推导。在此基础上,本文给出了RIPI分区、求解、线性变换的三步实用算法,其中引入了数据结构中树的先根遍历原理用于分区,提出了区域积分的思想进行相位求解。本文最后将RIPI应用于云纹干涉实验图像处理并与其它方法进行了比较,应用和比较结果表明:着眼于整体又尊重局部的RIPI对云纹干涉实验图像特别是质量差的图像处理效果比较理想。     

二维变线距光栅密度的检测

变线距全息光栅平面单色仪由于具有自动聚焦、消像差、高分辨率以及减少杂散光等能力，因而在同步辐射装置、激光核聚变装置以及太空望远镜等设备中有着重要的应用。由于变线距全息光栅的制作及检测存在着相当的难度，制约了变线距全息光栅的推广应用。因此，变线距全息光栅的制作及检测研究，具有十分重要的理论及应用意义。变线距全息光栅的制作必须有高精度的密度检测技术相配合。比如，在变线距全息光栅的制作过程中，需要对用于形成变线距光栅的全息干涉条纹的线密度进行检测；对于已经制成的变线距全息光栅的线密度也需要进行检测，以检查光栅的制作质量。因此，变线距全息光栅线密度的检测，对提高变线距全息光栅的制作质量起着十分关键的作用。文中给出了二维变线距光栅的密度描述公式，讨论了干涉条纹的物理意义；应用干涉云纹法和条纹图像处理技术，对二维变线距光栅的密度分布进行了检测研究，给出了光栅密度的全场分布，并讨论了检测精度。     

瓷修复体界面断裂行为的模拟实验研究

本文利用云纹干涉法和云纹干涉－－有限元混合法，对瓷修复体的模拟双材料模型界面断裂问题进行了实验研究。用云纹干涉和数字错位云纹干涉法测量带边裂纹的双材料四点简支梁在剪切作用下界面表面的剪应变分布及界面两侧局部表面的位移场，实验表明，由于界面两两侧材料力学性质不同，表现出界面剪切断裂问题的非称性和裂尖附近复合型断裂的特点；用云纹干涉法和有限元法相结合的混合法对粘接界面角点应力奇异性进行研究，并对角点附近应力应变场作了分析，得到了应力奇异指数与边界楔角，载荷的关系，证明了用界面应力强度因子Kf来描述界面端部区域应力分布的公式，并得到了双材料界面端部区域的应力应变分布情况。本文的实验结果为进一步研究口腔金瓷修复体界面的优化设计提供了基础，同时也说明云纹干涉法对于双材料界面断裂行为的研究是有效的。     

复合材料粘接件热变形问题实验研究

本文采用云纹干涉法,对复合材料粘接件承受温度载荷作用,粘接板热膨胀失配造成的胶层剪应变及其随温度的变化特进行了分析,提出了用复合材料两个方向膨胀系数分别取代各向同性体问题的热膨胀系数,为云纹干涉法在复合材料热变形问题的热膨胀系数,为云纹干涉法在复合材料热变形问题的应用打下了基础.     

云纹干涉条纹倍增方法研究

本文将云纹干涉法与载波法、倍增技术相结合,提出一种位移场和应变场云纹干涉条纹倍增方法,该方法使得云纹干涉法测量灵敏度提高四倍以上。文中对该方法给出了严格的理论推导和实验验证。     

电子错位散斑研究

本文从理论上分析了错位散斑实现电子干涉的可行性,推导了摄象机光靶接收的错位散斑的光强表达式,分析了电子干涉条纹的可见度,提出并实现了电子错位散斑技术的三种方法,即实时法,双曝光法和实时时间差法。获得了位移梯度等值条纹的电子干涉图。