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。     

电测量与仪表

0102712用于高温等离子体电子密度测量的摩尔偏折仪[刊]/王琛//强激光与粒子束.—2000.12(4).—467～470(D)摩尔偏折测量术通过测量探针光束经过不均匀介质后光线的偏折来估算介质的折射率。基于这一理论,研制了实用的摩尔偏折仪,利用软 X 射线激光作为探针来探测高温高密等离子体的电子密度、结合软X 射线激光实验做了初步的演示。参5     

喷射燃烧气流场的相位计算

本文将傅立叶变换(FT)引入到喷射燃烧气流场的相位计算中。利用马赫—曾德干涉法,得到平行光通过喷射燃烧气体空间后所形成不同时刻的双光束干涉条纹图,应用傅里叶变换对干涉条纹进行相位计算,再现喷射气流燃烧的完整过程。同时可以此求得光线偏折角与相位和轴向折射率场的关系,为流动显示与热物理参数测试中的快速动态过程提供一种实验分析手段。     

基于光线追迹法的非均匀温度场视觉测量畸变校正

为了解决视觉测量在非均匀折射率环境中应用时出现的成像畸变问题，建立了在非均匀温度场中形成的非均匀折射率场，研究了光线在该折射率场中的轨迹并根据轨迹偏差修正了图像畸变。利用背景纹影法重构了由非均匀温度场产生的空间折射率场，将空间点发出的光抽象为光线，根据龙格-库塔法修正非均匀折射率场中的光线轨迹并校正图像畸变。利用PnP(pespective-n-point)算法和校正前后图像中同一点的像素坐标解算该点的世界坐标。实验结果表明，该方法能有效降低测量误差，修正被测图像的畸变。     

运动物体大气扰流的可视化光学监测方法

建立了对运动物体在大气层内运动引发的大气扰流进行可视化光学监测的方法,包括大气扰流光传输方法、大气扰流光偏折监测方法,以及高精度扰动检出方法三个部分。首先,在分析大气扰流引发光线偏折机理的基础上,研究了大气扰流区光线折射率、折射率梯度和光线偏折传输的计算方法;其次,基于背景纹影成像原理的监测系统各参数对监测效能影响的分析方法;最后,利用“整像素搜索+亚像素定位”的高精度扰动检出方法,分别建立了这三种方法的数学模型并开展了仿真分析。结果表明:该方法为可视化监测航天飞行器返回大气层着陆减速、降落伞动力展开、客机超音速飞行等过程中与大气的相互作用,提供了一种重要的方法与途径,监测结果可为优化气动外形提供数据支撑。     

用于探测激光等离子体冲击波的光纤传感器

利用探测光束通过轴对称流场时的偏折效应,设计了一种光纤传感器,并用于探测激光对材料破坏过程中在空气中激发的等离子体冲击波,获得了探测位置处激光等离子体冲击波流场折射率随时间的变化率.该方法适用于轴对称流场的瞬态测试,具有宽带和非接触的特点.     

轴对称场中折射率分布的再现方法

本文分析了轴对称场的光学特性，在此基础上，给出了一种计算轴对称场中折射率分布的新的再现方法。     

大气折射率高度分布模式及其应用

光束通过大气时,由于大气密度的不均匀性使光束发生偏折,光传播的程长增加及其轨迹产生弯曲,由此造成待测目标的角位置和距离的测量误差.分析了近几年新疆戈壁地区大气参数探空数据的主要结果,给出了大气参数的平均高度分布廓线,依据光波波段的折射率公式,利用以上结果计算了该地区折射率高度分布数据,通过模式拟合给出了该地区大气折射率指数分布模式和三参数伽马分布模式.详细分析了大气压强、温度、波长等因素单独对大气折射率的影响.应用该地区的大气折射率高度分布模式对光传输的大气折射效应进行了理论分析,给出了整层激光传输的折射角、蒙气差和大气色散.以期对该地区光传输折射效应进行修正.     

玻璃衍射透镜进入主流应用

传统的光学技术利用光的折射性质使光线偏转。所谓折射性质是指当光线穿过两种物质界面时,光线相对于界面的角度将以两种物质相对折射率为函数发生变化。通过使用简单的方程、控制边界相对折射率、设计光线通过边界时的角度,可以精确地设计光学系统。     

基于光线光学的强激光非线性效应仿真与分析

非线性效应会影响强激光系统的性能,为了改善强激光系统的光束质量,基于光线光学提出了强激光非线性效应仿真与分析研究。利用光线光学透镜的相位传递函数,得到透镜的总厚度,根据光线光学透镜的结构参数,构建了光线光学透镜的传递函数模型,基于极化强度与光电场的关系,计算出光传输介质的总折射率,在线性折射率远大于非线性折射率的情况下,计算出强激光非线性折射率,结合强激光非线性效应响应函数,仿真分析了强激光的非线性效应。仿真结果表明,当光束功率密度为2.5*10⁸ W/cm²和0.75*10¹⁰ W/cm²时,强激光的非线性效应都比较弱,从而改善了光束的质量。     

双孔离焦成像法齿条测量研究

提出一种基于双孔离焦成像的三维测量方法。通过在成像光路中加入掩膜版,使离焦物体通过掩膜版后在CCD上成双像,根据双像的相对位置,获得成像物体的空间三维位置。在分析相机成像模型的基础上,推导了离焦成像三维反演方法模型,分析了结构参数对测量精度的影响。搭建了三维测量仪器,对齿条进行测量实验,实验结果表明,本文方法能实现齿条等三维物体的快速,非接触测量,具有较高的测量精度,误差小于2μm。     

光纤剖面折射率分布测量新方法

本文在简述逆几何不迩理论基础上,讨论了如何结合计算机图像处理技术根据光线轨迹得出光媒质的剖面折射率分布方法,并且用在改型干涉显微镜基础上建立的ＣＣＤ摄像显微镜实验装置作出验证,从而也提出一种光纤剖面折射率分布测量的简便,易行,精度可靠的新方法。本文介绍的新方法对如何保证目前已被越来越普遍地应用于光通讯和光纤传感器中光纤性能的主要参数检测有十分显著的意义。     

用液晶光阀实现大尺寸物体光学三维轮廓测量

提出一种用液晶光阀把计算机模拟正弦分布且具有一定榴移量的多幅干涉条纹投影到三维物体上，通过CCD采集被物体调制的变形条纹，在同一位置用计算机窗口来控制相移，实现对物体的光学位相三维轮廓测量，同时针对测量系统误差进行分析和讨论。     

A method for calculating the center position of collimated light

It is a key problem to accurately calculate beam spots＇ center of measuring the warp by using a collimated laser. A new method, named double geometrical center method （DGCM）, is put forward for the first time. In this method, a plane wave perpendicularly irradiates an aperture stop, and a charge couple device （CCD） is employed to receive the diffraction-beam spots, then the geometrical centers of the fast and the second diffraction-beam spots are calculated respectively, and their mean value is regarded as the center of datum beam. In face of such adverse instances as laser intension distributing defectively, part of the image being saturated, this method can still work well. What＇s more, this method can detect whether an unacceptable error exits in the courses of image receiving, processing and calculating. The experimental results indicate the precision of this method is high.     

一种新颖的CCD烟支测量仪

本文阐述了一种新颖的CCD烟支测量仪系统。该仪器采用8098高性能单片机和激光光源照明系统，解决了烟支多项指标的准确测量问题。给出了仪器的工作原理、软硬件设计方法及实验结果。该仪器可广泛应用于物体几何尺寸的测量。     

光纤光笔描绘缓变图形边界轨迹的研究

本文介绍一种采用光纤探头作为光笔，以面阵ＣＣＤ作为缓变图形边界探测器件，应用光学成像技术，计算机图形处理技术，记录图形边界轨迹和计算机轨变包围面积的系统。整个测试技术具有实时，快速和自动化程度高等优点。     

多通道光纤SPR光谱成像实时监测系统

提出一种多通道光纤表面等离子体共振(SPR)光谱 成像实时监测系统,利用iHR550成像光谱仪和Synapse面阵CCD(1024pixels×256pi xels)并行采集多个独立检测通道完整的光谱信息,保持单通道SPR传感器高分辨率优势的 同时实现多通道检测。基于LabVIEW虚拟仪器,开发了控制iHR550成像光谱仪衍射光栅转台 转动,Synapse CCD分区域数据处理和SPR数据处理的实时监测系统。     

使用CCD的微小疵点面积测量系统设计

为检测光纤传像器件的疵点面积,提出了一种检测微小疵点面积的算法.首先根据疵点面积大小确定显微物镜放大倍数和十字分化板的精度;用CCD(电荷耦合器件)采集图像,该图像经十字分化板标定后得出单位像素面积.然后采用最大熵法确定图像分割阈值,经边缘检测得到疵点的像素数,从而计算出疵点面积.该系统由软硬件两部分组成,硬件部分卤钨灯的光经积分球后得到漫射光源,使用CCD相机和图像采集卡得到图像,软件部分介绍了图像处理算法及eVision二次开发,并对实验数据进行了误差分析.实验结果证明:该方法准确可靠,精度可达到1×10-10 m2,能够满足疵点面积测量要求.     

A spectral attentional mechanism tuned to object configurations

This paper describes an attentional mechanism based on the interpretation of spectral signatures for detecting regular object configurations in areas of an image delineated using context information. The proposed global operator relies on the spectral analysis of edge structure and exploits spatial as well as frequency-domain constraints derived from known geometrical models of monitored objects. A decision theoretic method for learning acceptance detection regions is presented. Applications of this attentional mechanism are demonstrated for several aerial image interpretation tasks for attentional as well as recognition purposes. Specific examples are described for detecting vehicle formations (such as convoys), qualifying the geometry of detected formations, or monitoring the occupancy of regions of interest (such as parking areas, roads, or open areas). Experiments and sensitivity analysis results are reported.     

双频虚拟光栅投影三维测量技术

莫尔三维测量中的傅里叶变换轮廓术(FTP)采用单一频率进行测量,存在着由于待测物体高度变化率过大引起的相位解调困难问题。为解决该问题提出了利用双频虚拟光栅投影的三维测量方法。通过双色光干涉同时形成双频虚拟光栅,将双色干涉条纹投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形彩色干涉条纹。变形的彩色干涉条纹经过光学接收系统成像在彩色CCD探测器上。彩色CCD探测器所接收到的是双色光通道复合的变形虚拟光栅图。通过色度学方法对同一幅彩色变形虚拟光栅图的不同色光通道进行分离,并对分离后的双频虚拟光栅调制图进行综合。既兼顾了效率,又有效地解决了被测物体高度变化率过大引起相位解调困难的问题。