激光投影成像中二次散斑传输特性分析及实验研究

为探究激光投影成像中二次散斑传输特性规律,搭 建了测试系统,采用半导体激光 器作为光源,对不同粗糙度散射屏幕表面产生的二次散射场散斑衬比度进行了测量。实验结 果发现,随着散射屏幕和观测平面距离的增加,散斑衬比度呈现出先减小后增大最后趋于平 稳不变的一个趋势。并在散斑形成及传播机理的基础上,理论分析了该种特定时间相干长度 光源产生的激光散斑在空间中的传输特性。分析表明,散斑图样衬比度最小值位置与散射表 面粗糙度相联系,该现象可为物体表面粗糙度的测量提供参考。     

光盘信息符统计特性的激光散斑测试

采用激光散斑的方法研究了CD光盘的刻录质量.由于标志光盘信息符的凹凸结构导致了光盘表面微结构的光学粗糙性,光盘不同区域被激光照射后在测量空间形成散斑图像,通过分析光盘不同区域产生的散斑图的统计相关性及对比度值的变化,对光盘的刻录质量进行了定性研究.结果显示,刻录质量好的光盘,其不同区域的散斑相关性好,散斑对比度值高且起...     

激光散斑三维形貌绝对测量技术

为了实现对物体的三维形貌绝对测量,避免相位解包裹处理,研究实现了一种基于激光散斑场纵向相关性质的三维形貌绝对测量技术。实验研究了激光散斑场纵向相关性质,利用CCD相机拍摄不同纵向深度的散斑图,通过相关运算获得散斑图的纵向深度与横向偏移之间的线性关系。利用这一线性关系,实现了对处于激光散斑场中的物体表面到参考面之间高度的绝对测量,三维形貌重建无需相位解包裹处理,并且由于激光散斑场是激光照射毛玻璃形成的,避免了投影数字散斑技术中的透镜投影系统,技术装置简单,操作方便。该技术有望在实践中获得应用。     

基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量

为了完成对精密机械表面粗糙度的精确测量,基于远场角度散斑强度的相关理论,采用激光散斑方法设计了表面粗糙度测量的实验光路。在实验光路中,将平面镜与待测粗糙表面固锁在一起,当转动待测粗糙表面时,平面镜与分束镜、接收屏组成了测量转动角度的光指针,提高了转动角度的测量准确度。在数据处理中,提出了基于MATLAB软件的角度散斑相关度峰值的计算方法,简化了测量步骤,提高了测量速度,进而利用相关度峰值计算求得表面粗糙度。利用设计和组建的系统对平铣表面粗糙度标准模块的表面粗糙度进行了实际测量,并对测量结果与标准样块的标称值进行比较,取得了较高的测量准确度。结果表明,此研究验证了激光散斑方法测量表面粗糙度的可行性,对进一步完善表面粗糙度的精密测量是有帮助的。     

三色激光散斑自相关法测量表面粗糙度的分析

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响,引入表面曲率半径,通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场,讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响.结果表明,引入粗糙表面的曲率半径,对三色激光散斑自相关测量法是可行的.粗糙表面曲率半径越大,其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近.曲率...     

激光投影显示屏表面粗糙度的测量

显示屏是激光投影显示系统的一部分,其表面粗糙度直接影响着基于角度多样性的激光散斑抑制效果。在角度多样性散斑抑制原理的基础上,建立了被测显示屏表面粗糙度与散斑图样之间的相关性之间的联系。对显示屏表面粗糙度对照射角度和角度变化的敏感程度权衡,实验中将入射角和角度变化量分别固定在1°和0.0038°。为避免外界微扰和测试屏表面不平度对测试结果的影响,通过对被测显示屏5cm×5cm测试区域中选择9个子区域的测试结果进行平均,有效提高了测试精度。运用提出的方法确定4种材质显示屏的表面粗糙度分别为235.80,209.57,132.24和137.60μm,为设计有效降低激光散斑的投影显示屏提供了参考。     

用激光散斑法测量位相物体厚度

论述了激光散斑技术在计量方面的应用.首先介绍了应用二次曝光散斑图测量物体表面的面内位移的原理和方法;在此基础上论述了激光散斑技术针对透明固体的厚度及其非均匀性的测量.其次做了一些实验和理论探索,并根据实验结果进行了详细的计算,实验结果与理论符合较好.由实验检测结果可知这种技术的精度非常高,可广泛应用于表面粗糙度研究、缺陷检测、微振动分析等无损检测领域.     

基于灰度共生矩阵的连续多幅散斑图像纹理

采用激光散斑的实验方法,拍摄了连续多幅不同加工工艺、不同表面粗糙度标准样块的散斑图像。利用基于灰度共生矩阵的纹理分析方法对图像的4个特征参数——角二阶矩、惯性矩、相关性和熵进行了计算、统计与分析。研究表明,连续多幅激光散斑图像的各种参数取值会有波动,但整体趋于平稳;验证了表面粗糙度和特征参数之间存在着规律性的曲线关系;进一步消除了外界干扰和装置随时间的动态不确定性,使得实验结果更可靠,同时扩大了表面粗糙度和4个特征参量之间的关系数据库,验证了激光散斑的方法对测量表面粗糙度具有较高的可信度。     

基于塑料光纤的激光散斑特性研究

为了解决激光成像系统中的散斑问题,利用ULN2003芯片驱动喇叭振动光纤对激光成像系统中的散斑特性进行了研究。采用波长为532nm的激光作为系统光源,通过线阵CCD图像传感采集系统对激光散斑图像进行采集,对塑料光纤在不同振动频率下的激光散斑对比度进行了分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在0Hz~20Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度逐渐减小;当振动频率大于16Hz时,图像的散斑对比度趋于稳定,达到良好的散斑抑制效果,可用于激光显示及激光成像等领域。     

基于激光散斑的应力传感系统

激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点,可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量,已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源,利用音圈电机振动多模光纤,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像,通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理,计算散斑对比度,拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明:散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化,通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者,实现了防盗功能。     

激光显示中散斑减弱的研究

简述了散斑的形成机理,具体分析了在近场条件下通过降低激光的时间或空间相干性来抑制散斑的方法,以及仅通过降低激光的相干性来减弱激光显示中散斑的缺陷。提出一种全新在远场条件下减弱散斑的超声光栅法,且详细说明了超声波减弱散斑的工作原理。当合成的激光束通过因超声波在液体媒介中的传播而形成的"位相光栅"时,激光发生衍射,通过一系列透镜将所有衍射光完全会聚到投影屏幕上,投影移动的干涉条纹在屏幕上产生"沸腾"的散斑图样,考虑到人眼的视觉暂留特性。散斑在人眼中得到均匀化。以绿光为例,说明了激光束通过"位相光栅"时,经过CCD相机和图像处理系统,显示屏幕上散斑对比度和光强的变化,显示了超声光栅法有效地抑制了激光显示中的散斑现象。     

激光显示中散斑的抑制

文章首先概述了散斑的形成机理,接着简述了在近场条件下通过降低激光的时间或空 间相干性来抑制散斑的许多方法,并具体分析了仅通过降低激光的相干性来减弱激光显示中散斑的缺陷。提出一种在远场条件下减弱散斑的两维扫描复面转镜,且详细说明了该转镜的工作原理,当合成的激光束通过旋转的复面镜时,移动的干涉条纹在屏幕上产生“沸腾”的散斑图样。最后以红光为例,说明了合成光束通过转镜时显示屏幕上散斑对比度的降低,显示了二维转镜有效地抑制了激光显示中的散斑现象。     

激光散斑用于非正常人眼的检查与校正

本文通过对推导毛玻璃以恒定速度的面内运动在成像系统中所产生的激光散斑的统计特性,提出激光散斑运动与近视眼和远视眼的对应关系,并给出激光散斑在视力校正中的应用。     

激光显示中斑纹横向尺寸的估计

介绍了减弱散斑的很多方法,并分析了这些方法用来抑制激光显示中散斑的缺陷。通过研究分析激光电视的工作原理,得出了激光电视屏幕上散斑的形成原因。并建立了出瞳面和像面的二维坐标系统,利用统计光学方法得到了像面散斑光强横向自相关函数和规范化自相关函数的表达式,进一步推出像面散斑横向尺寸的平均大小。以红光为例,计算出斑纹横向尺寸的大小。最后分析和讨论了抑制激光显示中斑纹的方法,为以后激光电视中斑纹的消除奠定了理论基础。     

基于数学形态学的透射激光散斑多尺度特征分析

本文通过对透射情况下所采集的不同样品浓度的激光散斑图样颗粒尺度分布和平均值的计算,发现散斑具有多尺度分布的特征,且散斑颗粒平均尺寸的大小随着样品浓度的降低,即散射系数的降低而增大,与范西特一泽尼克定理相一致.     

激光三角法位移测量中数字散斑相关法的研究

在三角法位移测量中散斑是一种噪声,当成像光斑过弱而湮没于散斑中时,抑制散斑已没有意义;但散斑同样是位移信息的载体。为此针对激光三角法位移测量系统,研究数字散斑相关法;对强散射、粗糙界面的位移进行了实测,且进行了数据分析。结果表明,在激光三角法位移测量中运用数字散斑相关法对强散射、粗糙界面进行位移测量是可行的,测量范围可达微米级,测量误差小于2%。此法可改善三角法位移测量系统在强散射、粗糙界面的情形下传统测量方法的缺陷,有效提高了测量精度,并扩展了激光三角法位移测量的实用范围。     

Research on dynamic measurement method of speckle in laser display

Laser display technology is the most promising display technology in the market and is widely used in many fields. However, laser speckle has been troubling the application and expansion of this technology in some fields. In order to better evaluate the speckle, speckle measurement methods must be studied. In this study, a dynamic measurement method for laser speckles is proposed according to the optical superposition characteristics of speckle, which can reduce the influence of non-coherent factors on the speckle measurement results. The feasibility of the dynamic speckle measurement method is verified by designing an experimental scheme.     

基于灰度共生矩阵的激光散斑评价方法

为了抑制激光成像中的散斑噪声,采用灰度共生矩阵构建了激光显微散斑分析评价系统。系统采用波长为405nm的激光作为显微系统光源,利用电压驱动音圈电机振动样品对激光散斑噪声大小进行控制,同时采用CCD图像传感器采集不同驱动电压下的激光散斑噪声。通过对散斑噪声的角二阶矩、对比度、熵和逆差距特征参量的分析,较好地表征了激光散斑噪声的变化。结果表明,灰度共生矩阵方法可对激光显微成像中的散斑进行评价。     

激光散斑验光仪及其应用研究

给出利用激光散斑测定人眼屈光不正的理论依据和有关公式,详细介绍了激光散斑验光仪的光路系统和主要特点以及临床应用研究的结果。