旋转剪切频闪散斑干涉法测量物体的固有频率

提出一种测量物体固有频率的新方法--旋转剪切频闪散斑干涉法.该方法能方便地测量振动物体的固有频率,具有较高的精度、全场显示、条纹可见度好等优点,给出了理论分析和实验结果.     

旋转孔径时间平均散斑照相法

本文将旋转孔经散斑照相法和时间平均散斑照相法结合,提出了适合于研究振动模式、测定试件固有频率的新方法.具有精度高、非接触式测量、全场显示、防震要求低等特点.给出了理论分析和实验证明.     

测量动态离面位移的旋转孔径散斑照相法

本文提出利用旋转孔径进行散斑照相,研测动态离面位移场.该法能在一张散斑图上同时记录物体动态离面位移的全部过程,全场滤波可得任意时刻的瞬态离面位移场.     

基于深度学习的激光剪切散斑干涉无损检测缺陷识别

剪切散斑干涉技术通过测量物体表面变形来推断其内部缺陷,具有高灵敏度、检测范围广、精度高等优点,是一种极具潜力的复合材料无损检测技术。目前缺陷识别主要采用人工方式,而人工识别不但检测效率低且受到专业性限制。为了提高剪切散斑干涉无损检测方法中的缺陷识别精度和效率,本文提出基于深度学习剪切散斑干涉缺陷识别方法。利用高精度四步相移技术获取剪切散斑相位条纹高质量成像;引入了应用广泛的YOLOv5和Faster R-CNN目标检测算法,通过实验采集了大量的缺陷图像,分别用YOLOv5和Faster R-CNN两种算法获得训练模型。然后将这两种模型分别应用于剪切散斑干涉无损检测中的复合材料缺陷检测。最后,实验从检测速率和检测精度方面对模型识别效果进行了对比分析。实验结果表明,激光剪切散斑干涉技术结合深度学习的方法能有效地实现剪切散斑干涉无损检测的缺陷自动识别,Faster R-CNN和YOLOv5的检测速率分别能达到11 f/s和50 f/s,并且两种深度学习算法的平均精度均能达到92%以上,验证了提出方法的可行性。     

旋转孔径锥镜剪切白光散斑照相法

利用旋转孔径技术和锥镜剪切技术进行白光散斑剪切照相，检测动态位移导数场。     

反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统

为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场,设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统,分析了光路的成像参量,并利用ZEMAX软件进行了模拟;讨论了发散光路时间相移的非均匀性,采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差;并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明,该系统能有效地扩大成像视场,采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散斑干涉检测,通过调整平凹镜片的焦距和数量可以实时调整成像视场。     

反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统

为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场,设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统,分析了光路的成像参量,并利用ZEMAX软件进行了模拟;讨论了发散光路时间相移的非均匀性,采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差;并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明,该系统能有效地扩大成像视场,采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散斑干涉检测,通过调整平凹镜片的焦距和数量可以实时调整成像视场。     

散斑动态存储

提出用旋转孔径照相法存储动图像的新技术,可将图像连续变化的全过程记录在一张散斑图上,并可在滤波系统中将图像依次地再现出来.该法可用于动信息存储、动变化量监测、动画放映等等.     

全光纤自混合散斑干涉可行性研究

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型,重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系;从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性;最后搭建了实验装置,并进行了实验研究。结果表明,该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号;可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。     

计算机辅助散斑干涉法的研究与改进

针对传统的加法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力弱、信噪比低的缺点,提出了一种减法模式的计算机辅助散斑干涉法.实验上对强度型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法和振幅型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法做了比较分析,最后发现振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力最强,信噪比最高,测量精度极其精确.因此一般选择用振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法来进行物体的变形测量.     

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理, 研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法, 使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图, 减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失, 实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程, 控制剪切散斑干涉图的精确定向平移, 得到了4个干涉图, 实现了数字四步相移, 代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移, 从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程, 也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明, 该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程, 也提高了测试精度, 其精度可达到1/10波长。     

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。     

双脉冲数字散斑干涉系统的实验研究

研究了一种基于脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光系统的数字散斑干涉技术．设计并实现了物体与脉冲激光触发以及ＣＣＤ图像获取的同步控制．这种双脉冲数字散斑干涉技术，可记录亚毫秒时间间隔的物体状态变化并可作定量分析．     

基于光学相干层析散斑的流速测量方法

发展了一种基于光学相干层析(OCT)散斑的流速测量方法。与传统激光散斑信号相似,样品中某一点处OCT信号随时间的波动与该处散射颗粒的平均速度有一定的依赖关系。通过对OCT信号的滤波和解调,得到OCT散斑波动信号,再对该信号进行傅里叶变换,得到散斑信号的频谱分布,然后依据频谱分布中高低频分量比值(HLR)与流速间的定量关系,就能确定样品中的流速分布。基于OCT散斑强度信号而非相位信息的流速测量方法,实验研究了HLR与流速间的关系,并给出了毛细玻璃管模型的流速分布图像。     

环形掺铒光纤激光器自混合散斑及动态目标距离测量

研究了一种基于环形腔的光纤激光器自混合散斑动态目标距离测量方法。提出环形掺铒光纤激光器自混合散斑效应的实验模型,对环形光纤激光器内自混合散斑信号的产生进行了理论分析,并通过实验得到了动态自混合散斑信号。应用动态散斑信号的频谱能量密度分析,得到垂直扫描光束探测距离与频谱能量密度的线性关系。研究结果表明,应用光纤激光器和自混合散斑效应,可以对动态目标的距离进行高精度测量。     

旋转齿轮轮齿变形的动态激光散斑测量

红宝石脉冲激光器和外同步触发信号结合实现了齿轮轮齿动态散斑图的记录.用精确的时间延时得到齿轮轮齿完整啮合过程的二次曝光散斑图,经图像自动处理系统分析,获得了轮齿完整啮合过程的动态变形.实测值与有限元计算结果的变化趋势一致.     

激光散斑计量技术及其应用

近年来激光散斑计量技术发展迅速，已在许多领域得到了广泛应用。本文简要介绍了其中的电子散斑干涉法、错位散斑干涉法和散斑相关测量法，并对散斑图的处理方法进行了总结，概述了该技术近年来的发展及应用。     

散斑运动研究及测量应用

进一步研究了透镜后空间散斑场与透镜前刚性漫反射体线运动或角运动的关系，寻求出测量刚体多维运动的新方法。     

应用激光散斑法研究模拟滑坡土体的变形破坏过程

通过激光散斑法在模拟滑坡土体变形破坏过程研究中的应用,表明在滑坡体失稳之前,土体表面各点位移大小和方向随所处部位而异,且滑坡体最终失稳就是由于土体滑动带附近各种微细破裂累计作用的结果。而这种微观变形及破裂过程是常规试验无法测得的。