基于干涉条纹跟踪实现纳米级位移测量的方法研究

设计了一套干涉条纹图像实时采集处理系统。在分析迈克尔逊干涉条纹特征表象的基础上 ,给出了通过跟踪干涉条纹的移动量测量被测对象纳米级位移量的理论公式 ;提出了干涉条纹特征点的提取与跟踪算法 :分段线性变换、方形窗口中值滤波和门限化边缘提取 ,给出了基于统计学原理的通过计算多条干涉条纹移动量获得被测对象纳米级位移量的计算公式。实验结果表明了该方法的有效性和实用性     

基于单幅干涉图的波前重构技术研究

条纹中心法是干涉测量技术中分析单幅干涉图的一种重要处理方法,该方法主要包括图像预处理、波前重构和样品表面形貌及参数的测量等三个部分。研究了条纹中心法的关键技术,特别是应用协方差矩阵法求解泽尼克多项式以进行波前重构的过程。提出了基于单幅干涉图自动波前重构的流程方法。最后应用该流程方法处理由泰曼-格林干涉系统采集的精密抛光铝制盘基片表面形成的一幅干涉图像。实验结果表明,该方法可以实现单幅干涉图的自动波前重构,干涉波前重构的拟合精度可达1．4686×10^-6nm,还可以自动获得精密抛光铝制盘基片表面的形貌及参数。     

实时全息干涉视频图像自动化处理及应用研究

研究了实时全息干涉条纹视频图像计算机自动处理技术。采用Delphi可视化软件为开发工具,在Win dows环境下播放实时全息干涉图像,并同时获取在播放窗口中任意指定的灰度值、自动描绘灰度 时间以及位移 时间曲线。对测试原理和图像去噪、曲线平滑等关键处理技术进行了介绍。通过对微电子产品热变形研究的实例分析,显示了该自动处理软件的操作便捷、实用和先进性。     

利用激光干涉条纹对透明玻璃碎片进行同一认定的研究

两块或多块玻璃是否同属于一块玻璃，是在刑事检验鉴定中经常遇到的问题。由于透明平面玻璃的折射率均匀，干涉条纹有明显的规律和较强的连续性，其干涉条纹只受厚度的影响，所以，利用激光作为光源，采用干涉条纹法，通过比较玻璃干涉条纹的形状、特点、取向是否一致以及接口处的干涉条纹是否连续、规律、无重叠现象、是否吻合对接等特征来判断两块或多块玻璃碎片是否同属于一个整体。干涉条纹法是一种较好的同一认定手段，并在检验鉴定实践中得到了证明     

迈克耳孙干涉仪中附加光程差对干涉图样影响的讨论

用迈克耳孙干涉仪做物理光学实验,教学中出现了在常规中不能出现的奇异现象,本通过分析仪器中的附加光程差,对干涉图样形成的原因作了定性解释,并得出结论。     

High-precision technique for in-situ testing of the PZT scanner based on fringe analysis

A technique based on fringe analysis is presented for the in-situ testing of the PZT scanner, including the end rotation analysis and displacement measurement. With the interferograms acquired in the Twyman-Green interferometer, the testing can be carried out in real time. The end rotation of the PZT scanner and its spatial displacement deviation are analyzed by processing the fringe rotation and interval changes; displacement of the PZT scanner is determined by fringe shift according to the algorithm of template-matching, from which the relation between the driving voltage and displacement is measured to calibrate the nonlinearity of the PZT scanner. It is shown by computer simulation and experiments that the proposed technique for in-situ testing of the PZT scanner takes a short time, and achieves precise displacement measurement as well as the end rotation angle and displacement deviation measurement. The proposed method has high efficiency and precision, and is of great practicality for in-situ calibration of the PZT scanner.     

EAST偏振干涉仪电子密度跳变修正程序的开发

分析了EAST装置偏振干涉仪系统进行电子密度测量时存在的密度跳变信号,开发了密度跳变信号修正程序.结果表明,通过该程序跳变的电子密度数据可以得到有效的修正.     

Study of the influence of processing baths on the modulation profile of volume holographic gratings

Over the last 20 years, dichromated gelatin has been considered to be the best holographic recording material. However, the non-reproducibility of results in relation to light sensitivity, for a large number of experimental factors, restricted the use of this material. In this work, we consider the refractive index modulation profile and its stability. We propose a mixed method using Kogelnik's coupled wave theory (an approximate theory) and an alternative theory of diffraction in modulated media (an exact theory). The aim of this contribution is to use this mixed method in order to study the evolution of the modulation profile in correlation with the modification of the chemical environment during the final stage of processing. In our study we compare the effect of different kinds of final processing baths on the refractive index modulation profile. In order to characterize our holograms we have developed an experimental set-up for diffractive elements analysis. The experimental results are compared with the theoretical ones. For the numerical study we have carried out a complete set of numerical computations by using our own programs. These programs are based on a complete and exact solution of the Maxwell equations.     

双激光束干涉条纹处理方法的研究

在分析了双激光束干涉条纹特点的基础上 ,提出了基于遗传算法的最小二乘非线性曲线拟合法 ,以实现对双激光束干涉条纹的高精度细分定位。该算法以高斯调制余弦平方函数为拟合模型 ,为克服目标函数在参数空间上存在多极 (小 )值现象 ,引入了具有全局优化能力的遗传算法以实现对目标函数寻优。仿真及实验研究表明 :该方法用于双光束干涉条纹处理具有很好的鲁棒性和自适应能力     

Research on identifying the order of fringe pattern traces using angular scan and zone search method

A method for automatically identifying the order of fringe pattern traces is presented. It uses the simplified Otsu algorithm for obtaining the threshold, the angular scan in the range of 45~ for searching the trace positions, and the zone search technique for identifying different traces. Experimental results show that the proposed method may reliably obtain the order of fringe pattern traces orientating from almost 45° to 90°.     

高等别线纹尺中心线提取算法的研究

受制造技术、磨损以及污染等因素影响,对线纹尺大批量自动化检定技术的实现存在较大困难。在线纹尺特征的基础上,针对边缘对比度高但噪声严重的线纹尺,先边缘初定位将图像处理区域限制在线纹边缘区域,再边缘精定位,寻找边缘区域灰度变化最大的点,剔除不连续的边缘点后拟合边缘线,实现线纹中心线的提取。针对自身变形导致成像模糊的线纹尺,背景区域与线纹区域分别求取各列灰度均值,再利用最小二乘拟合直线求交点实现线纹中心线提取。对高等别三等标准线纹米尺多次检定,结果表明,同一刻线最大差值为1.4μm,标准差为0.66μm,提出的算法鲁棒性好,满足高等别线纹尺的检定要求。     

人眼光焦度客观式测量的图像采集处理研究

描述了人眼光焦度的测量原理。设计了一套光焦度测量采集处理系统。该系统是以一束红外脉冲光射入眼底 ,由CCD接受反射的眼底图像 ,将CCD图像进行数字化处理并存入SRAM。CPU采用重心法计算图像环中心坐标 ,以扫描法计算图像环的长、短轴 ,最后计算出人眼的光焦度值。研究结果表明 ,光焦度测量采集处理系统工作可靠、实用 ,能准确地测量人眼光焦度值     

近表面弹性性质连续变化材料中激光声表面波的理论研究

基于金属材料近表面层弹性性质（杨氏模量）的连续变化,建立了一种激光在基底上的梯度材料中激发声表面波的理论模型,并用有限元方法模拟了脉冲激光作用于材料上表面激发出的超声波及其传播过程.讨论了表面层厚度的变化以及表面层弹性性质的变化对热弹条件下产生的声表面波波形特征的影响,并分别计算了两种情况下的声表面波的相速度色散,得到了两种情况下声表面波的变化规律.     

望远系统像倾斜的数字图像测量技术的研究

利用CCD摄像机采集像倾斜分划图像,建立线性回归数学模型,通过"目标移动法"和"亚像素定位边缘法"实现望远系统像倾斜的高精度自动测量。该方法可消除传统像倾斜测量方法中的主观误差的影响,图像处理误差小于10″,使测量的结果客观化,易于实现光电自动测量。     

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根据垂直扫描干涉技术结合样品折射率与密度间的依赖关系,建立了低密度SiO2泡沫微球密度的检测方法,用Lorentz-Lorenz和Gladstone-Dale公式分析了SiO2泡沫微球折射率与密度间的依赖关系。实验结果和测量误差估计表明,利用垂直扫描干涉技术并结合Gladstone-Dale分析方法,可实现对低密度SiO2泡沫微球密度的精密检测,其测量误差好于5%。