图像模拟在白炽灯气体折射率全息CT测量中的应用

简要介绍白炽灯点燃过程中灯内气体折射率三维分布测量的实时全息干涉图像．根据密闭气体被灯丝加热时所涉及的物理问题建立简化的物理及数学模型．并利用数字图像处理技术对全息干涉图像的形成过程进行模拟研究。研究结果表明．当灯泡外空间的折射率变化不均匀时．灯泡投影区域内的干涉图像将同时带有灯内外气体折射率变化的信息．利用干涉图像中灯泡投影区域外干涉条纹的测量结果可以对实际测量结果进行修正。此外．根据研究结果及全息CT技术．给出了忽略灯泡外空间的折射率变化影响时白炽灯内气体折射率三维分布测量的实例。     

空间载波相移法用于全息CT测量气体温度场

为了能从干涉图像中快速识别相位,将空间载波相移法用于实时全息检测,以电热丝周围的气体为研究对象,采用单次曝光法作了实时全息实验,获得两种干涉图像,结合全息CT技术,均得到了待测气体的温度场.研究结果经比较表明,该方法在实时全息干涉测量中,不但可行,而且准确度高,便于实际应用.     

Eumig HT-10全息干涉仪

全息干涉计量术是一种新颖而很有前途的分析方法，因其能将透明固体、液体及气体的折射率变化变成具体形象，以供测量。但其最重要的应用是测量变形，可精确到0．1微米甚至更高。而从相邻表面区域内不规则变形，就可间接证明试验中试样内部的非均匀性和缺陷。也有助于发现采用其它方法如超声波和X射线所不能观察到的缺陷。     

实时全息干涉计量中时问序列条纹位相的测量方法

针对实时全息干涉计量的特点，结合相移位相测量技术，提出一种利用物体本身变化产生的位相变化来实现实时全息干涉计量中时间序列条纹位相的测量方法，通过分析得到不同时刻位相变化及整个变化过程中位相累计变化的计算公式。     

大功率晶体三极管温度场的激光全息干涉测量

采用激光全息干涉测量技术测量了轴对称型大功率晶体三极管温度场的全息干涉图;利用MATLAB数字图像处理工具箱对干涉条纹做了判读,并分别运用Abel法和小波变换法重建温度场。测量结果表明,温度场的空间分辨率为0．051cm,误差小于4．8％。     

折射率匹配液的稳定性及其对全息记录与再现的影响

用全息干涉计量的方法测量三维应力场分布要用到折射率匹配液,但它对系统的成像及稳定性会有影响,因此有必要对该影响进行专门研究。在理论分析的基础上设计并完成了实验研究,用加折射率匹配液前、后,以及加折射率匹配液后不同时间记录的数字全息图重构再现像,并比较这些再现像的成像位置和相位后发现:折射率匹配液会减小再现像的重构距离,但不改变全息再现像的大小,且折射率匹配液需大约15 h才能稳定。     

基于干涉原理和图像处理方法的浓度变化分布测量

利用数字全息干涉技术测量了电极过程中电极/溶液界面处溶液的浓度变化分布。以铁电极在0.5mol/dm3硫酸溶液中恒电位电流振荡的活化过程为例,测量了反应初始时刻1.6s内铁电极界面处的溶液浓度变化情况。由于在全息干涉测量中引入载波条纹,所以能够方便地应用傅里叶分析方法分析计算干涉条纹的动态变化。通过对全息干涉图像序列的分析计算得到了电极反应过程中溶液浓度变化所引起的物光相位变化,并把相位差分布用来描述浓度变化分布。计算结果显示,在反应进行到1.6s时,溶液浓度变化引起的物光峰值相位差为41.2rad,相应的溶液折射率改变量为0.0021。重建图像比较直观地再现了反应过程中溶液的浓度变化、扩散层厚度等信息,从而为动态半定量分析和检测浓度变化提供了一种新的方法。     

实时数字全息测量温度场研究

利用数字全息干涉术研究了气流温度场的分布,对实验中所采集的干涉条纹图像进行傅里叶变换,数字低通滤波和傅里叶逆变换处理以消除散斑噪声影响,确保了气流场干涉条纹相位信息的高对比度和低噪声,并对其进行提取和展开;根据理论研究的相位与折射率的关系求得气流场的温度分布,实验结果与热电测量的结果基本一致,表明了实时数字全息干涉术是一种测量温度场的有效方法,具有极好发展和应用前景。     

基于显微数字全息的生物薄膜折射率的测量

提出了一种基于显微数字全息相位重构图像的生物薄膜折射率的简便测量方法。利用角谱法对生物薄膜的显微数字全息图像进行重构,得到其复振幅分布,从中获得激光通过生物薄膜后的相位变化与薄膜厚度、薄膜中液体的折射率及薄膜折射率间的定量关系。通过等厚干涉和阿贝折射仪测得膜的厚度与液体的折射率,再从定量的相位变化中获得生物薄膜的折射率。以洋葱内表皮细胞层折射率的测量为例,进行了相应的实验验证,得到了波长为632.8nm下的折射率。理论与实验均表明,该方法是有效和切实可行的。     

全息干涉测量法在犯罪痕迹学中的应用

本文报导应用二次曝光的全息干涉测量原理来研究遗留在弹性材料上的变形恢复痕迹的一种方法。记录研究了PVC地板表面上人的鞋底痕迹。     

光线偏折对激光测量火焰温度场干涉图的影响

以燃烧数值模拟所获得的层流乙稀扩散火焰的折射率和温度数据为基础,利用所获得的离散数据和折射率公式,得到了任意光线在火焰单一高度平面上圆域范围内前进的详细过程。分析了由于折射率不均匀造成的光线偏折对利用激光全息干涉法测量火焰温度场干涉图的影响;给出了不同平行光条数和不同离轴距离光线的偏移情况;对实验中激光穿过火焰区域后的高亮边界现象进行了讨论。计算和分析表明:利用该算法可以计算出任意光线前进的详细数据;不同平行光条数和不同离轴距离光的偏折效应不一样,离轴距离越大,光的偏折效应越明显;激光穿过火焰区域后的高亮边界现象是由于光的偏折造成的,为干涉图像处理中相位的提取提供了依据。     

金属梁挠度的激光全息再现

在材料力学中,金属梁的挠曲线是一个微小的位移分布,无法用常规测量方法精确测量。论述了利用激光全息技术再现金属梁挠度的方法。同时根据挠曲线的数值解,计算出挠度的理论分布,计算结果与激光全息实验符合得很好。这表明激光全息技术可为材料的挠度研究提供新的直观、有效的检测方法。     

加载匹配结构的小型化和多波束全息天线设计

从全息天线的理论出发,对源天线与目标天线的干涉场进行了分析,根据设计需求创建了椭圆族全息结构.进一步地,基于对全息结构上电磁能量分布的计算与分析,对原型全息结构进行截取,设计了小型化微波全息天线,并采取电磁调控方法解决了方向图主瓣分裂的问题.借助于匹配结构加载方法,解决了天线端射的问题,改善了全息天线的辐射性能.在小型...     

Recent progress in a real-time three-dimensional display

A concept for a holographic display system that can accept data in coordinate form and synthesize a three-dimensional scene in real time has been reported. Recent progress on this system centers around the recording medium and compensation of the frequency shift introduced by the deflection system. The need for a holographic recording medium that can be exposed, developed, and viewed in about 1 s is being met by a thermoplastic-photoconductor (TP-PC) film. The reusable TP-PC film has photographic characteristics comparable to standard holographic films. Improved TP-PC films having greater spatial frequency bandwidths, higher sensitivities, less background noise, and increased sequential recording capacity have been developed. The use of acousto-optic beam deflectors in the object and reference beams causes these beams to have different frequencies. In order to record holographic fringes of sufficient visibility, some frequency compensation scheme is therefore required. Several methods for achieving this compensation are discussed.     

全息瞄准器中虚像漂移分析

介绍了全息瞄准器的工作原理、特点及应用情况。对全息瞄准器中全息片的再现光束角度在水平和竖直方向微小偏移对十字叉虚像偏移角的影响进行了研究,给出了理论分析和实验测量的曲线结果,两者吻合得很好。对全息片的再现光波长漂移对十字叉虚像偏移角的影响也进行了定量分析,该分析结果为补偿光路的设计提供了依据。     

一维液晶全息编码相控阵天线设计与实现

针对小型极化相控阵雷达精确信号目标探测应用背景,为降低传统T/R相控阵天馈系统设计及调试复杂度,满足低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等应用需求,提出了一种液晶全息编码相控阵天线.主体采用小型化全息辐射单元、慢波结构、平行板波导馈电系统构成的一维全息电控扫描相控阵天线,利用成熟液晶面板制造工艺,通过控制全息辐射单元下方液晶分子的偏转状态调节天线谐振频点,组成全息编码相控阵天线.天线结构通过仿真优化确定,并在实物加工和测量基础上通过全息优化算法及电压灰度控制降低由耦合作用引入的副瓣性能恶化度,用梯度递减的搜索算法结合适当的目标函数优化算法实现方向图的最优控制.实测结果表明,该天线的波束扫描角度达到±49°,经过算法优化后,波束指向角准确度改善3°,旁瓣抑制电平改善1.7 dB.     

Beam deflection in a transverse-flow gas laser

The beam deflection phenomenon of a transverse-flow discharge-excited CO₂ gas laser is studied by measuring the beam pattern with the rotating-wire method at gas velocities of 35-70 m/s, gas pressures of 5.3-10.6 kPa (10³ N/m²), and laser powers of 50-700 W. The beam deflection distance increased with increasing laser power and gas pressure and with decreasing gas velocity. All the data points of beam deflection distances observed experimentally fell on one line when normalized by the gas pressure and plotted against the measured temperature gradient in the resonator. It is shown that the most important factor affecting the beam deflection is the refractive index variation of the gas produced by the gas temperature gradient in the resonator. Methods to reduce the beam-deflection distances are suggested     

表面起伏对体积相位全息光栅衍射效率的影响

从理论上分析了重铬酸盐明胶经过全息曝光制作而成的体积相位全息光栅产生表面起伏时光栅介质层介电常数的变化。严格分析了体积相位全息光栅有表面起伏时所形成的既有折射率调制，又有浮雕调制的复合型光栅的衍射特性，并编制程序进行了计算。为了证明程序的正确性，还用所编制的程序计算了一种已知衍射效率光栅的衍射效率。并得到了满意的结果。进而分析了表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度对体积相位全息光栅衍射效率的影响，并且对它们所产生的影响进行了比较，得出了在获得较大＋1级透射率的情况下，表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度的误差容限，这对体积相位全息光栅的制作有一定的指导意义。