目标角振动的散斑法实时测量

 论述了利用激光散斑实时测量目标散射面角振动的原理，并从干涉条纹的角度对仿真参数进行了分析。理论分析及仿真结果表明，探测器接收的光功率起伏包含了目标散射面角振动的信息，利用散斑实时测量目标角振动是可行的。目标散射面照明尺寸越小，目标散射面绝大多数微元的间距也就控制得越小，探测到的光功率交流分量起伏越大，即信号也越强。光学接收天线光阑边长并不是越大越好，随着其值的增大，光功率交流分量并不是简单的随之增大，而是表现出周期性的起伏。因此，可以对接收天线加可调光阑，从而达到最佳的探测效果。利用此原理构建的系统测量的目标角振动振幅有一定的范围,测量上限受限于相位调制因子。     

目标角振动的散斑法实时测量

论述了利用激光散斑实时测量目标散射面角振动的原理,并从干涉条纹的角度对仿真参数进行了分析。理论分析及仿真结果表明,探测器接收的光功率起伏包含了目标散射面角振动的信息,利用散斑实时测量目标角振动是可行的。目标散射面照明尺寸越小,目标散射面绝大多数微元的间距也就控制得越小,探测到的光功率交流分量起伏越大,即信号也越强。光学接收天线光阑边长并不是越大越好,随着其值的增大,光功率交流分量并不是简单的随之增大,而是表现出周期性的起伏。因此,可以对接收天线加可调光阑,从而达到最佳的探测效果。利用此原理构建的系统测量的目标角振动振幅有一定的范围,测量上限受限于相位调制因子。     

双光路电子散斑振动测量系统

本文给出了一种双光路电子散斑振动测量系统,该系统结合了普通ESPI离面振动测量光路和退敏感光路,既能对较大振幅范围的振动进行定性观测,又能实现全场自动定量分析,同时避免了相位去包裹处理.系统具有较高的抗干扰能力,可以应用于实际工程中复杂非连续结构的振动特性分析.     

超声散斑相移法测量技术

超声散斑相移法能满足工程建设中对水下物内层界面关键点位移进行测量的特殊要求。测量时,引入数字参考信号与物面测点上的散斑信号进行数字干涉,获得叠加信号强度。界面位移前后,应用软件逐步改变参考信号相位,可逐步改变叠加信号强度,根据这些信号强度值可计算出测点的位移量。应用此技术对水下试件内层表面的法线和切线方向上的位移进行了实测,测量结果与理论值有较好的吻合;研究表明打磨后的粗糙外层界面不影响应用相移法进行测量。在应用相移法测量时,不需声像转换,不需全场扫描,测量精度不受散斑尺寸限制。     

透明介质厚度的散斑法测量

首次提出了用激光散斑技术测量透明介质厚度的方法,导出了试件厚度与散斑位移量的关系,并做了比较实验。与一般的机械法测量相比,该方法具有灵敏度高、非接触测量等特点。     

利用数字散斑相关法测量热膨胀系数

提出用数字散斑照相技术结合PC机软件对热膨胀系数进行测量的方案,并通过实验验证了该方案的可行性.通过用最科学、最合理的最小二乘法处理数据拟合最佳温度-位移曲线,由实验数据计算出来的铜管热膨胀系数与公认值相比只有1.2%误差.相对于传统的测量方法,本方案提高了测量的精度并简化了测量过程.由其高精确度我们可以运用激光数字散斑方法测量热膨胀系数公认值表中没有的物质的热膨胀系数.     

用电子散斑干涉法测量材料热膨胀系数

 利用双光束电子散斑干涉法（ESPI）对试件受热变形进行了实时观测，针对一次实验过程中得到的图片较多（300～500幅）的特点，在图像处理时摒弃了以往的手动识别等位移线的办法，用MATLAB语言编写了批处理程序，能够在采集的大量散斑图片中自动快速准确地标定等位移线，得到相应的位移和应变，并结合实时测量的温度值，获得了45钢和LY12铝合金在不同温升率下的热膨胀系数及其随温度的变化。实验结果表明，在涉及的温升率范围内，温升率的改变对材料热膨胀系数的影响不明显，材料的热膨胀系数随温度的升高略有上升。     

基于电子散斑干涉与数字剪切散斑干涉法的悬臂薄板振动分析

基于激光光路的光波随机相位扰动,分析了电子散斑干涉实时图像相减时模态条纹图的形成机理,提出了一种振幅涨落测量法。搭建了用于离面振动分析的电子散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量系统,并对完整和含狭缝的悬臂铝板的振动特性进行了实验研究。实验结果表明,实时图像相减模式获得的模态条纹图对比度明显优于其他方法,得到的前10阶模态条纹图与有限元法计算结果具有良好的一致性。相比于电子散斑干涉法,数字剪切散斑干涉法对试样局部的刚度变化和缺陷更敏感。     

用电子散斑干涉法测量材料热膨胀系数

利用双光束电子散斑干涉法（ESPI）对试件受热变形进行了实时观测,针对一次实验过程中得到的图片较多（300～500幅）的特点,在图像处理时摒弃了以往的手动识别等位移线的办法,用MATLAB语言编写了批处理程序,能够在采集的大量散斑图片中自动快速准确地标定等位移线,得到相应的位移和应变,并结合实时测量的温度值,获得了45钢和LY12铝合金在不同温升率下的热膨胀系数及其随温度的变化。实验结果表明,在涉及的温升率范围内,温升率的改变对材料热膨胀系数的影响不明显,材料的热膨胀系数随温度的升高略有上升。     

测量透镜焦距的矩阵光学—散斑法

本文介绍一种基于矩阵光学但利用激光散斑确定像平面位置的测透镜焦距的方法。此法操作简单,结果比较准确,而且对正、负、厚、薄透镜都适用。一、原理 1.基于矩阵光学的焦距表示式图1中,L表示一待测正透镜;RP_1和RP_2是任意选定的两个参考平面,设从RP_1到RP_2的转移矩阵为,则从     

超声散斑相关法测量转角的相关性研究

对于在用超声散斑相关法测量时,转角对不同强度散斑的影响及散斑场相关性和转角之间的关系做了研究。为了分析界面位移前后,不同照射区域对散斑振幅是如何影响的,文中把超声照射区域化为M个反射基元,利用大量反射基元的统计规律,推导出了散斑形貌误差和统计误差对散斑场的影响关系,这个关系就是散斑的振幅越大,受转角大小的影响就越小;转角越大统计误差对散斑强度的影响就越大。为了验证这个结论作者建立了实验系统,实验结果显示理论分析是正确的。     

动态散斑测量凸透镜焦距

动态散斑测量凸透镜焦距叶柳（安徽大学物理系合肥２３００３９）本文介绍利用动态激光散斑确定凸透镜焦平面位置来测量透镜焦距的方法．此种方法简单、实时，准确度较高．一、原理如图１所示，平行相干光照射粗糙毛玻图１璃上，毛玻璃以速度Ｖ在其平面内运动，经待测透镜...     

散斑位移法测量激光高斯光束的空间分布

提出一种测量激光光束高斯空间分布特征的新方法——散斑位移法。该方法利用光传播的菲涅尔衍射公式和光场的统计规律,给出散斑场光强在散射体位移前后的高斯光束相关函数的表达式。测出相关函数在光路上某一位置的数值,并由此同时求出高斯光束的束腰位置和大小。     

用双曝光散斑法测量大位移的方法

本文提出一种用激光散斑法测量大位移的方法，该方法除了有实用意义外，还可作为对普物实验中“激光散斑法测位移”实验内容的扩充。     

散斑位移法测量激光高斯光束的空间分布

 提出一种测量激光光束高斯空间分布特征的新方法——散斑位移法。该方法利用光传播的菲涅尔衍射公式和光场的统计规律,给出散斑场光强在散射体位移前后的高斯光束相关函数的表达式。测出相关函数在光路上某一位置的数值,并由此同时求出高斯光束的束腰位置和大小。     

非接触散斑干涉法测量高温物体应变的研究

描述了散斑干涉高温物体应变测试实验装置工作原理及其实验结果，对钨和石墨的测量表明，该装置可实现高温状态下材料应变测试，测试精度达１μｍ，选择波长６３２．８ｎｍ，半宽２．４ｎｍ的窄带滤光片，配之预处理电路，对６３２．８ｎｍ辐射散射能力较强的材料（诸如钨带等）可实现２３００℃高温非接触应变测量，对６３２．８ｎｍ辐射散射能力较好的材料（诸如石墨等）可实现１５００℃高温接触应变测量。     

数字散斑亚像素小角位移测量的曲面拟合法

与传统测量方法相比,数字散斑相关法由于其目标特征单元网格划分的灵活性,能够更好地满足不同场合小角位移的测量需求。针对该方法亚像素小角位移测量的曲面拟合参数选择问题,研究了亚像素测量图像小角旋转前后的九点二次曲面拟合法,并根据计算机生成模拟散斑进行模拟实验分析,得到最佳误差效率优化条件下的曲面拟合法求解亚像素小角位移的最佳散斑尺寸3.5 pixel、计算窗口尺寸41×41 pixel和拟合窗口尺寸3×3 pixel。实验验证了上述测量参数的有效性,为进一步的曲面拟合法数字散斑成像角位移测量提供参考。     

基于单幅数字散斑投影及图像相关的离面振动测量

采用单幅数字散斑图投影及高速数字图像采集技术,研究了动态离面位移的测量。采用商用液晶投影仪将计算机产生的模拟散斑图投影到待测动态变形物体表面,由高速数字图像采集设备摄取并保存变形散斑图,采用时间序列数字图像相关软件计算出物体表面各点随时间变化的离面位移。这种方法用于振动分析时不仅可以获得振型分布,而且还可以获得各点的振幅值。与现有的激光频闪照相测振及激光多普勒测振等方法相比,具有光学系统简单,可全场定量测量。悬臂梁振动实验结果证实了该方法的有效性。     

利用动态散斑测量激光波长

设计了基于动态散斑测量激光波长的教学实验.应用旋转毛玻璃产生动态散斑,通过理论分析,确定成像系统中散斑对比度的影响参量,测得散斑对比度与毛玻璃转速的关系曲线,由曲线可得散斑对比度与毛玻璃旋转线速度的平方根呈反比关系;通过参量比对,利用曲线斜率平方与入射光波长的正比关系可测得待测激光器的输出波长.     

时域飞秒散斑的特性与测量

阐述了飞秒激光脉冲在随机介质传播过程中产生时域散斑的原理,并对时域飞秒散斑进行了测量. 时域飞秒散斑的产生是飞秒脉冲在随机介质中经历多重散射形成的随机干涉现象在时域的体现. 初步讨论了时域散斑的统计特性并给出了相应的实验结果. 关键词： 时域散斑 飞秒脉冲 随机介质