基于散斑干涉的光滑表面变形快速检测

针对目前光滑表面力学性能测试困难的情况,建立了一种改进的数字激光散斑干涉测量系统。首先通过新的散斑干涉光路设计实现散斑照射,同时采用空间载波傅里叶变换法,对光滑零件加载变形的动态散斑干涉图像进行处理,最后得到光滑表面的变形场分布情况。该方法不对被测表面进行任何处理,可实现光滑表面的高精度全场变形测量。实验结果表明:最大变形处为镜面板的中央,测得最大变形量分别为1.936、1.861和1.797μm,与中心变形预设值接近。该方法光路简单、测量方案切实可行,能够实现光滑表面变形的快速动态测量。     

Experimental Study on Coherence Time of a Light Field with Single Photon Counting

The second-order degree of coherence of pseudo-thermal light and coherence time are experimentally studied via the Hanbruy-Brown-Twiss （HBT） scheme. The system consists of two non-photon-number-resolving single- photon-counting modules （SPCMs） operating in the Geiger mode. We investigate the coherence time of the incident beam for different spot sizes on a ground glass a~d speeds of a rotating ground glass. The corresponding coherence time can be obtained from Gaussian fitting for the measured second-order degree of coherence. The results show that the coherence time of measured pseudo-thermal light depends on the spot sizes and the rotating speeds of the ground glass. The maximum value of the second-order degree of coherence is reduced as the rotating speed decreases. This result can be well explained by the model of mixed thermal and coherent fields with different ratios.     

毛玻璃转速对热光鬼成像质量的影响

本文实验研究毛玻璃转速对鬼成像质量的影响.毛玻璃的转速增加使得散斑的涨落增快,这时散斑场的关联时间减少,到达CCD探测器的散斑场分布开始变得模糊,相当于探测器响应速度变慢,这时不同毛玻璃转速下关联图像的衬噪比基本不变.实验结果表明,当增加毛玻璃转速,即便这时候探测器获得的散斑场分布开始变得模糊,鬼成像的质量不会随之变化.     

基于CPLD的三维自准直小角度传感器设计

设计实现了一种基于CPLD和线阵CCD的三维自准直小角度传感器,采用七支620nm波长的LED组成的面光源,光通过乳白毛玻璃为分划板提供照明;并运用改进的测量算法,准确地算出偏转的角度。可极大地减少传感器光学部分的调试工作量,提高精度,降低成本。实验证明,在绕X、Y、Z轴转动±1°的范围内,静态误差优于40″;在不超过20°/s的转速下,动态误差不大于3′。     

马赫曾德双成像的镜面材料内部缺陷检测系统

针对传统剪切散斑干涉技术只能测量粗糙表面,无法直接测量镜面物体的缺陷,提出了一种改进的剪切成像装置,利用被测物表面反射由激光经毛玻璃组扩束后产生的散斑来实现镜面物体缺陷检测;同时采用双成像的马赫曾德干涉系统,实现剪切量与载波频率的独立调整,扩大有效测量区域.对8k镜面板采用顶针加载的方式,对预置缺陷的镜面表面材料采用热加载的方式,进行缺陷检测.实验结果表明:该方法检测出的缺陷分布与加载方式、预置缺陷的分布基本保持一致,可实现对镜面材料内部缺陷的快速动态检测.     

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.     

带旋转毛玻璃干涉成像系统的统计分析

 从统计光学出发,建立了带旋转毛玻璃干涉成像系统的信噪比理论模型,分析旋转毛玻璃参数、光场相干性与系统信噪比之间的关系。模拟计算和实验结果表明：旋转毛玻璃降低了干涉成像系统中光场的相干性,增大了曝光时间内采集的不相关散斑场个数,从而抑制了相干噪声;旋转毛玻璃表面粗糙度的增大,相关长度的缩短,转速的提高都会减小光场的相干时间。为了得到较理想的系统信噪比,应控制旋转毛玻璃参数使旋转周期约等于CCD曝光时间,并使光场相干长度为测试光和参考光间光程差的2～5倍。     

投影式汽化演示装置

使用毛玻璃自制了投影式汽化演示装置,可演示影响液体蒸发快慢的因素.