基于偏振位相调制的位相轮廓测量

本文介绍了一种用来测量三维物体面形的位相轮廓方法，它是通过将正弦光场投影到被测物面，该光场被物体表面调制后发生位相改变，利用偏振位相调制及位相检测算法计算物面的位相分布，再根据几何关系实现对物体三维形貌的测量。实验装置采用一种偏振位相调制的干涉光场投影装置对光场进行简便而精确的移相，采用ＣＣＤ摄像机记录畸变光场，并用计算机处理和显示测量结果。文中给出了有关实验结果。     

细胞自动机位相展开算法用于三维传感

研究了细胞自动机算法用于复杂面形三维传感问题。提出采用调制度分析的方法构造二元控制模板，以确保细胞自动机算法能展开复杂位相场。给出了采用这种方法对口腔牙型测量的结果。     

结构光数字栅线法对物体三维形貌的高精度测量

为了对物体的微观三维形貌进行高精度测量,开发了基于结构光的数字栅线三维纹理测量系统,该系统利用解位相的方法进行物体三维高度信息的计算。首先对相位主值的计算,采用了4步等步长相移法采集16幅等步长的相移图像,分成4组分别计算相位主值,再求其平均值作为最终的相位主值。为了滤除噪声及投影仪、CCD相机畸变等各种影响,对采集的条纹图像采用了自适应维纳滤波和小波多阈值方法进行预处理;其次对于位相展开,提出了基于多频的梯度导向相位展开算法,能够有效避开相位间断点,具有稳定的展开结果。实验结果表明,此系统所使用的方法在条纹图的P₀=22.7 mm-1时,获取的三维信息分辨率为2.75 μm,高度信息精度优于0.5 μm,同时具有测量快速,操作简单,无接触等特点,能够满足高精度的微观三维形貌测量的要求。     

基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法

提出了一种基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法.对物体调制度信息进行层析分析,有效提取反映物体形状特征的层析信息,并将该双准确度层析信息进行二值化,以该二值化层析信息为模板,进行像素匹配,可实现快速在线三维测量.为验证该算法的可行性和有效性,进行了实物测试实验,该算法与提取调制度特征区域实现像素匹配的方法进行对比测试.实验表明,该算法具有很好的测量准确度,有效地调高了测量速度.     

基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法

提出了一种基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法.对物体调制度信息进行层析分析,有效提取反映物体形状特征的层析信息,并将该双准确度层析信息进行二值化,以该二值化层析信息为模板,进行像素匹配,可实现快速在线三维测量.为验证该算法的可行性和有效性,进行了实物测试实验,该算法与提取调制度特征区域实现像素匹配的方法进行对比测试.实验表明,该算法具有很好的测量准确度,有效地调高了测量速度.     

用于三维傅氏轮廓术的一种自适应基频带通滤波器

介绍了傅氏轮廓术的基本原理,通过仿真与调相频谱分析,提出了一种新的自适应基频带通滤波器算法。利用此算法设计出了基频带通滤波器并用于傅氏轮廓术的位相提取。结果表明,相对于非自适应性的滤波器,使用本文设计的滤波器其三维面型测量精度可以提高5％,并且具有稳定的重复测量精度,在不受主观因素的影响下实现了实时三维面形重建。以螺纹钢面型为例进行了位相提取实验,实验中计算了面型测量精度,并与理论仿真精度进行比对与分析,得出的实验结果与理论仿真结果相一致,验证了该算法的有效性。     

用投影云纹偏转测定气体的温度场

提出了一种新的投影云纹偏转法用于实时显示和定量测量位相物体的全场密度和温度.讨论了实验原理和实验方法,给出了测量实例,这种技术装置简单,测试面积大,成本低.具有实用价值.     

一种三维全息图的数字化实现方法

提出一种实现三维显示的新方法,从两步法彩虹全息基本原理出发,通过分区域分幅的方式对多视角图形的波前进行数字化编码,获得夫琅和费光场分布,在位相型硅基液晶空间光调制器上按视角顺序输入该信息,利用透镜的傅里叶变换特性再现多视角子图像,干涉法逐区域拼接获得完整三维图像.最后通过实验获得了三维图像样品,验证了该方法.本方法可成为三维显示的重要技术手段.     

一种三维全息图的数字化实现方法

提出一种实现三维显示的新方法,从两步法彩虹全息基本原理出发,通过分区域分幅的方式对多视角图形的波前进行数字化编码,获得夫琅和费光场分布,在位相型硅基液晶空间光调制器上按视角顺序输入该信息,利用透镜的傅里叶变换特性再现多视角子图像,干涉法逐区域拼接获得完整三维图像.最后通过实验获得了三维图像样品,验证了该方法.本方法可成为三维显示的重要技术手段.     

利用位相信息的条纹微位移测量

详细讨论了在利用位相信息测量条纹亚像素级位移时 ,随机噪声、量化、像元尺寸和像元间隙对位移分辨力的影响 ,并给出了详尽的实验结果。采用一般CCD实现了 1/ 10像素的单次测量精度。     

基于超声相位差法的乙醇汽油浓度测量仪的研制

提出了超声相位差法测定乙醇汽油溶液浓度的新方法,根据该方法设计并制作了超声在线测定仪.利用该仪器建立了温度在290 K时乙醇体积浓度在3％ ～24％的乙醇汽油溶液浓度与相位差之间的关系式.实验结果表明,该超声测定仪能够实时和精确地测定乙醇汽油溶液中乙醇体积浓度,该仪器为精确测量车用乙醇汽油和其他二元溶液开辟了新途径.     

双频相位测量轮廓术及其误差分析

提出一种双频相位测量轮廓术，利用这一技术。在相位恢复过程中，对有断点及边界区域也能得到正确的去包裹相位值，把这一技术用于三维面形测量中，得到了较好的实验结果。最后，分析实验产生误差的原因。     

压电式光纤相位调制器相移系数测试

介绍了压电式光纤相位调制器的相移系数理论公式,提出了基于杨氏双缝干涉原理的相移系数测量方法。对测量方法的可行性进行分析,通过实验对测量方法进行了验证。实际研制了一个基于压电陶瓷环的光纤相位调制器件,实验测得的相移系数与理论分析结果基本一致。利用研制的压电式光纤相位调制器实现了两路准直光束之间的相位锁定,在远场实现了相干合成,干涉条纹可见度从3%提升至43%。     

压电式光纤相位调制器相移系数测试

介绍了压电式光纤相位调制器的相移系数理论公式,提出了基于杨氏双缝干涉原理的相移系数测量方法。对测量方法的可行性进行分析,通过实验对测量方法进行了验证。实际研制了一个基于压电陶瓷环的光纤相位调制器件,实验测得的相移系数与理论分析结果基本一致。利用研制的压电式光纤相位调制器实现了两路准直光束之间的相位锁定,在远场实现了相干合成,干涉条纹可见度从3%提升至43%。     

基于调制度测量的三维轮廓术

介绍了基于调制度测量的三维轮廓术的测量方法的原理和过程,并给出了实物测量。结果证明它在原理上是正确的、可行的、。此方法对三维轮廓术、三维传感及机器视觉的应用具有重要意义。     

相移法在光栅投影测量中的应用

利用双目CCD相机记录的光栅投影测量技术是一种新型的光学测量方法。为了获得高精度测量相位值，提出一种优化相位测量精度的相移方法。该方法通过投影相传递函数和投影光的光强函数计算相位值，并考虑了测量投影光非正弦、非周期性的影响，提高了投影光栅的条纹精度和相位精度，相位精度为像素级，通过插值可达到亚像素级。     

双光路双波长相移干涉显微法测量衍射光学元件形貌

衍射光学元件（ＤＯＥ）表面形貌的测量需要解决因表面结构深度较大和表面不连续给测量带来的困难。本文将双波长测量法的思想推广应用到不连续深结构表面的测量,并提出了一种新型数据处理方法,有效地克服了这些困难。理论分析和测量结果表明,基于这些方法的三维表面形貌测量系统纵向分辨率为０．５ｎｍ,横向分辨率约为０．５μｍ（ＮＡ＝０．４）,在整个纵向测量范围内重复测量精度地１．３ｎｍ,满足了衍射光学元件表面形貌测     

基于多频外差原理的相位解包裹方法

根据多频外差原理推导了三频光栅条纹解包裹的过程,获取了光栅条纹的绝对相位值。同时,为了减小误差,提高测量精度,提出了一种相位修正的方法,比较了相位修正前后的相位图,表明该方法能够非常有效地去除相位误差。通过将修正后的绝对相位值作为匹配的一个特征量,利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征。实验证实了该方法的可行性,并得到良好的测量结果。     

Optical nonlinearity measurement of 4-(N-methyl, N-hydroxyethl)amino, 4'-nitroazobenzene using a transmittance technique with a phase object (T-PO) with top-hat beams at 600-nm wavelength

The transmittance technique with a phase object(T-PO),for measuring optical nonlinear coefficients is proposed with a top-hat beam.The sensitivity of the T-PO with a top-hat beam is a factor of 4 greater than that with a Gaussian beam.The validity of this method is verified by measuring the nonlinearity of a well-characterized liquid,CS 2 at 532-nm wavelength.The ease of use of this method has been proved by measuring a new compound 4-(N-methyl,N-hydroxyethyl)amino,4’-nitroazobenzene(ANAB) at 600-nm wavelength,indicating that this method can be extended to the measurement of optical nonlinearities in a wide-band spectrum.     

一种线性相位反演波前测量方法的原理和性能初步分析

对一种基于线性相位反演的新型波前测量方法的基本原理和性能进行了研究。事先对成像光学系统的自身像差进行定标并记录下定标图像。传感器工作时只需测量出有像差时的一幅远场图像与定标图像的差,就可以用线性矩阵相乘方法得到待测像差对应的泽尼克多项式系数。讨论了这种线性相位反演波前测量方法中确定泽尼克模式复原矩阵的方法。以大气湍流畸变波前像差的测量为例,对这种线性相位反演波前测量方法进行了数值仿真研究。结果表明,这种线性相位反演算法具有空间分辨力高、对小像差测量精度高的特点,但测量动态范围有限。这种线性相位反演波前传感器将适用于自适应光学闭环系统。