Fringe Locking in a Laser Diode Interferometer under Both Mirror Vibration and Injection Current Modulation

We have found that the fringes in a laser diode interferometer can be locked even in the presence of mirror vibration and injection current modulation. A theoretical analysis explains the fringe locking phenomenon. The dependence of wavelength change on both PZT (piezoelectric transducer) mirror vibration and the injection current variation are calculated using a model of coupled resonators consisting of the laser cavity and the interferometer. The fringe phase change caused by the vibration and modulation of the current is derived from this model, and was proven to be suppressed within much less than 2ϖ in excess of an integer multiple of 2ϖ.     

基于结构光投影的二维S变换轮廓术

S变换是一种集合了窗口傅里叶变换和小波变换优点的时频分析技术,目前一维S变换已成功应用于结构光投影的条纹相位解调中。由于二维S变换可以对图像在两个方向上进行时频分析,具有更优于一维S变换的分析和处理能力。为了完善S变换的条纹相位解调理论,将二维S变换方法引入到基于结构光投影的三维光学测量中,研究了二维S变换在条纹相位解调中的原理及应用,给出了详尽的理论分析,并同一维S变换结果进行了比较。模拟和实验都表明,在条纹图解相中,二维S变换比一维S变换提取的相位精度更高,即使在存在较严重噪声污染的情况下也表现出良好的可靠性,体现出二维S变换提取相位的优势。     

用于校准能见度仪的标准散射体定标系统的校准方法

为了实现对用于校准能见度仪的标准散射体的快速准确定标,通过测量标准散射体不同散射角的散射系数,实现对标准散射体不同散射角所模拟的大气能见度进行准确定标并对定标系统进行校准.根据定标系统的组成与工作原理,确定定标系统的校准方法并建立相应的校准链,并设计校准链的各组成部分的校准方法.通过对已知散射系数的标准散射体进行定标,验证校准后定标系统定标结果的准确性,进而验证了定标系统校准方法的正确性.实验结果证明:定标系统对标准散射体的散射系数定标结果的误差为7.93%;经由定标系统定标的标准散射体所模拟的大气能见度的最大误差为8.61%,满足用于校准能见度仪的标准散射体的使用要求.     

激光主动干涉条纹间距识别光学目标口径

利用物理光学相关知识及Collins衍射积分公式和硬边光阑的复高斯函数分解法,推导得到目标处干涉图样条纹间距与光学目标反射光时间分布关系的解析表达式.从原理分析、仿真计算和实验研究等方面研究了干涉场的条纹间距、光学目标口径参数和反射光时间分布包络的峰峰数、峰峰间距和峰峰比之间定量关系.结果表明,当条纹间距的大小约为目标的口径尺寸时,反射光时间分布包络的峰峰数由单峰向多峰过渡,峰峰间距和峰峰比曲线会出现极大值,根据这一变化规律可以估测出光学目标的口径参数,其估测精度受条纹间距可调节范围的影响.     

用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计

为了实现校准能见度仪中标准散射体的快速准确定标,建立了用于校准能见度仪的标准散射体的定标系统.研究了定标系统中全景成像折反光学系统的设计方法.根据抛物面反射镜的光学特性推导出抛物面面型的计算方法.根据定标系统对光学系统的要求,完成全景成像色度计光学系统的设计.对全景成像折反光学系统进行建模仿真并设计实验验证光学系统的设计与仿真结果的正确性.实验结果表明:全景成像折反光学系统的空间检测俯仰角范围为0°~90°,方位角范围为0°~360°,且最小角分辨率为1°,与仿真结果基本一致,满足用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计要求.     

频域干涉测量中脉冲延迟时间测定方法的研究

在基于超短激光脉冲频域干涉技术的超快激光与物质相互作用的测量实验中,束一束间的延迟时间对瞬态特性的测量至关重要。利用两束脉冲频谱干涉条纹宽度与脉冲相对延迟时间成反比关系这一特性,阐述了通过对脉冲频谱干涉图进行傅里叶变换,在干涉条纹傅里叶变换面（时间域）上测量脉冲延迟时间的基本原理,并给出了测量误差分析,数值模拟结果显示通过傅里叶变换的方式,在频谱干涉图的时间域上可以有效地提取出两束脉冲间的相对延迟时间。     

数字条纹投射技术中改进的非线性校正方法

在数字条纹投射技术中,系统的非线性是影响投射条纹质量的主要因素,其直接导致变形条纹中出现高次谐波,从而影响系统的测量精度。提出了一种系统非线性校正的新方法,利用N阶多项式拟合代替传统的单一伽马参数表示系统的非线性关系,并依据条纹图像累积直方图匹配方法,通过迭代操作同时求得系统非线性关系和较高精度的物体位相分布。计算机模拟及实验结果表明,该方法能够有效地抑制系统非线性的影响,获得理想的物体位相分布,从而验证了该方法的可行性。     

Visibility of the higher-dimensional central projection into the projective sphere

We can describe higher-dimensional classical spaces by analytical projective geometry, if we embed the d-dimensional real space onto a d + 1-dimensional real projective metric vector space. This method allows an approach to Euclidean, hyperbolic, spherical and other geometries uniformly [8]. To visualize d-dimensional solids, it is customary to make axonometric projection of them. In our opinion the central projection gives more information about these objects, and it contains the axonometric projection as well, if the central figure is an ideal point or an s-dimensional subspace at infinity. We suggest a general method which can project solids into any picture plane (space) from any central figure, complementary to the projection plane (space). Opposite to most of the other algorithms in the literature, our algorithm projects higher-dimensional solids directly into the two-dimensional picture plane (especially into the computer screen), it does not use the three-dimensional space for intermediate step. Our algorithm provides a general, so-called lexicographic visibility criterion in Definition and Theorem 3.4, so it determines an extended visibility of the d-dimensional solids by describing the edge framework of the two-dimensional surface in front of us. In addition we can move the central figure and the image plane of the projection, so we can simulate the moving position of the observer at fixed objects on the computer screen (see first our figures in reverse order). Supported by DAAD 2008 Multimedia Technology for Mathematics and Computer Science Education.     

透射式能见度仪动态范围扩展方法

提出了一种利用光学衰减片与电机组合,扩展透射式能见度仪动态范围的方法。通过改变加载到LED光源的调制信号的幅度,控制LED光源的发射光强;设计测量系统,选择固定透过率的衰减片;设置合理的系统阈值完成数据测量。对测量数据作拟合分析,结果表明:采用透过率为60%的中性密度衰减片,系统动态范围扩展了0.6倍;透过率为12%时,系统动态范围扩展了6.9倍。同时,通过选择不同透过率的中性密度衰减片,可实现系统动态范围的灵活扩展。     

掺铒光纤激光器自混合理论与微振动位移测量

利用线形掺铒光纤激光器搭建了一种新型光纤传感测量系统来测量微振动位移.采用条纹计数法分析自混合干涉信号,实验显示扬声器的振幅与驱动电压成很好的线性关系.该实验装置结构简单、成本低.实验结果表明,用该传感系统来进行振动位移测量,信号稳定,方法简单、迅速.