正交柱面透镜的等厚干涉的MATLAB仿真

依据正交柱面透镜的等厚干涉原理,利用MATLAB软件进行数学建模,编程运算,然后对实验进行计算机仿真,最后基于图形用户界面的设计与开发功能,制作了简洁美观、可拓展性强的正交柱面透镜的等厚干涉实验仿真平台.结果显示,该平台具有诸多优点,为相关光学教学与研究工作开辟了新的途径.     

静态傅里叶变换光谱仪的机理及干涉条纹的校正

针对高速、瞬时光谱测量要求光谱仪的结构简单、装备方便、实时性强的特点,文章介绍了一种静态傅里叶变换光谱仪,并对其原理进行了推导与剖析。针对其调整中出现的干涉条纹的倾斜校正问题,进行了详细的理论分析和干涉条纹模型的数学推导,得出倾斜镜旋转参数和光学元件最小通光口径之间的数学关系,以及倾斜镜旋转参数和干涉条纹旋转参数之间的数学关系。通过利用Matlab7.0数学工具,对所总结推导的干涉条纹模型进行模拟,对所得的各种参数之间的数学关系进行验证。分析结果表明据此数学关系所求得的β角校正精度达到1.4%,是一种有效可行的校正方法。     

干涉直条纹周期测量及其在位相检测中的应用

干涉条纹周期是干涉精密测量中的一个较为重要的参数.为了可以简单快速而不失准确性地测量条纹周期,采用了图像处理实现干涉条纹周期测量的较为简单实用的算法.通过MATLAB平台设计相应的图像数据处理软件,分析影响条纹周期测量精度的因素,给出处理过程对条纹倾斜度的要求,并应用于相板的位相的定量检测,获得了相板的位相大小.结果表明,测量相位精度达λ/20～λ/50或π/10～π/25.这一结果对位相物体的厚度和折射率的测量有很大的帮助.     

改进Retinex算法的光干涉条纹质量提升技术

为了优化光干涉条纹质量,在传统Retinex算法基础之上,提出一种基于改进Retinex算法的光干涉条纹质量提升方法。采用基于HSSIM和残差比阈值的光干涉条纹图像去噪方法,去除光干涉条纹图像中的噪声;针对去噪后的光干涉条纹图像,通过基于多尺度Retinex算法的光干涉条纹图像增强模型,实现光干涉条纹质量多尺度增强。实验结果表示:所提方法提升后,光干涉条纹附近噪声点得以去除,对比度增大,条纹质量得以优化;且和其他方法相比,该方法提升后的光干涉条纹图像的信噪比最高,光干涉条纹失真度最小,去噪性能最好,光干涉条纹清晰度均值高达99.57%,光干涉条纹完整性高达0.98,说明该方法对条纹存在的损耗极小,应用性能极好。     

典型光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围

分析了Horn-Schunck全局光流算法和Lucas-Kanade局域光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围,结果表明:当Horn-Schunck算法的相对误差和Lucas-Kanade算法的相对误差小于2%时,两种算法的相位分辨力都能够达到10^-13π,对应像面上的位移分辨力为1.6×10^-12 pixel,两种算法在理论上与四步相移法的分辨力相当;在有噪声的情况下,两种算法的分辨力都达到了0.01π,对应像面上的位移分辨力为0.16 pixel;在相对误差小于2%、方均根误差小于3%时,Horn-Schunck算法和Lucas-Kanade算法的测量范围分别为0～17π/100和0～52π/100,分别约为0～π/6和0～π/2,并且测量范围受噪声的影响很小。     

基于小波变换条纹修补和条纹自相似性干涉条纹极值提取

提出了基于小波变换的条纹修补方法和利用干涉条纹自相似性的条纹灰度极值自动判读方法基于小波变换的条纹修补方法包括滤除噪音、多尺度小波变换、模极大值检测滤除奇异区域、近似信号自动修补,在此基础上进行多项式拟合,首先实现最外层条纹灰度极值的自动提取基于干涉条纹自相似性的条纹灰度极值自动判读方法是通过逐渐平移拟合区域,准确地提取了内层条纹的灰度极值位置,从而可以处理整幅图片的干涉条纹.此方法的特点是自适应、无需人为设定参量、处理速度快实验结果表明,该方法有很好的可靠性和准确性,并且处理区域大、用时少,仅需对图片扫描一次即可提取全部条纹的灰度极值.     

行波前置短磁聚焦飞秒条纹管设计

设计了一款长度为265 mm的飞秒条纹管。采用短磁聚焦透镜和行波偏转板,并将行波偏转板置于磁透镜之前以提高偏转灵敏度。采用蒙特卡罗方法对阴极表面理想点和阴极狭缝发射的光电子初始参量进行了模拟抽样,用CST软件的Particle Tracking模块模拟跟踪了光电子的运行轨迹,统计分析了光电子在最佳像面上的位置分布和渡越时间,给出了光电子在最佳像面上的点扩展函数和调制传递函数。计算结果显示,所设计的条纹管阴极有效尺寸达到6 mm,放大率为2.4~2.5,动态空间分辨力大于55 lp/mm。经保守估算,条纹管的时间分辨力有望达到245 fs。     

虚拟接收目标定位技术中引导声源对目标声源的信噪比补偿

目标声源的低信噪比是目标定位技术中的瓶颈。在浅海近似均匀环境中,利用虚拟接收方法对声源测距的目标定位方法相比于传统的匹配场定位方法可以避免对环境参数和声场模型的依赖,同时省去生成拷贝场时的大量计算。通过数值模拟和实验数据处理,比较了在虚拟接收方法声源测距中不同信噪比的引导声源对目标声源测距的结果。提高引导声源的信噪比,可以一定程度上提高于涉条纹清晰度,从而提高测距准确度。提高引导声源的信噪比可作为目标声源的信噪比补偿是利用虚拟接收方法的目标定位技术的又一个优点。     

连续波穿透雷达柱面成像的干涉条纹抑制研究

在进行单频连续波表层穿透雷达的柱面2维无损检测成像扫描时,发现明暗相间的条纹现象,这是雷达成像扫描的一种主要干扰,会严重降低目标的成像效果。该文简单分析了曲面干涉条纹的产生机理,并且基于柱面与目标的谱域分布特性差异,提出谱域干涉条纹滤波方法。针对小目标具有较规律的谱域角度分布特性,沿角度进行谱域插值的补偿,以消除谱域滤波丢失目标谱信息的影响。此外,结合波前成像算法,给出了实现简单、处理高效的谱域滤波成像处理流程。通过仿真分析和实测数据实验,结果表明该文方法能够有效去除柱面的干涉条纹,形成清晰的目标图像。与传统的减平均方法的对比证实该文方法更有效。     

光条纹中心的实时快速提取

在光电检测系统中,光条纹中心的准确、快速提取是保证系统精度和实时性的必要条件。采用大规模并行算法和串行流水技术,提出了一种基于Steger算法的串并结合的处理结构。该方法在比原算法节省大量逻辑资源的同时,光条纹中心提取速度得到了大大的提升。给出了基于FPGA的实现方法,提取精度达到了亚像素级。