金相显微镜上实现三维微观形貌恢复

金相显微镜是一种经典的测量分析仪器,已经实现了金相显微镜图像的数字化采集,并恢复了三维微观形貌。首先,对金相显微镜的载物台加装电机,利用电机带动载物台进行精密移动,在载物台移动过程中,对被测物体等步距拍摄序列图像。然后,根据聚焦形貌恢复的原理,采用修正的拉普拉斯算子进行聚焦程度判断,利用高斯插值方法获取聚焦程度最大值以及此时被测表面的高度信息,恢复三维形貌。最后,利用金相显微镜对粗糙度样块进行测量,获得了相符的测量结果。该方法对于扩展金相显微镜的测量范围具有积极意义。     

基于白光扫描轮廓仪的算法研究

依据白光扫描轮廓仪是根据白光的干涉特性求解被测物的表面相对高度.主要研究了基于白光扫描轮廓仪的几个常用算法.包括条纹调制度法,移相法,空间频域法等.讨论了各种算法的优缺点.为研究白光扫描轮廓仪和新算法的提出提供了基础.     

数字全息光电再现实像与人的交互

为了提高交互的自然性,提出用正交双目摄像机检测空间中的手指作为输入,引导全息影像显示的交互方法.在介绍交互原理的基础之上,分析了手指运动和像的变化,建立了两者的映射关系.在交互的实现上,通过计算全息预先得到场景的数字全息图序列,然后根据检测到的手指信息加载相应的全息图进行光电再现,即可达到数字全息光电再现实像的动态交互显示的效果.最后,孔雀全息再现像与人的交互实例验证了提出方法的有效性和可靠性.     

平面子孔径拼接的面旋转误差

在按某一基准面进行拼接的过程中,存在着只与测量误差相关而与子孔径面形无关的误差,将其命名为面旋转误差.本文对比分析了顺序拼接和误差均化拼接中存在的面旋转误差的情况,讨论了面旋转误差对拼接的影响.给出了对抑制面旋转误差的基本想法,并论述了其可行性.     

一种基于视觉的手指与全息影像交互研究

利用全息技术进行真三维显示是显示技术研究领域中的一个亮点。为了探讨人与三维全息影像的交互问题,提出了基于视觉的手指与全息影像的交互方法。结合背景差分和色度差分检测图像中的人手区域,然后分析手部轮廓曲率定位指尖位置,并通过指尖位置引导人头三维全息实影像的显示,实现了人与全息实影像的动态交互。最后,通过对比指尖坐标的程序检测值与人工标定值,验证了指尖定位的准确性;通过分析指尖位置与人头影像的对应关系,验证了交互的正确性。     

梯度折射率光纤探针的光学特征参数

解析梯度折射率(GRIN)光纤探针的光学特征参数,用于光学相干层析技术(OCT)探头超小型化的研究。在概述由单模光纤、无芯光纤和GRIN光纤镜头构成的GRIN光纤探针模型的基础上,定义GRIN光纤探针的工作距离和聚焦光斑尺寸等光学特征参数,并用高斯光束复参数矩阵变换的方法推导探针光学特征参数的数学表达式,提出了探针光学特征参数的验证方法。结果显示,当无芯光纤和GRIN光纤镜头长度分别为0.48mm和0.17mm时,理论计算的工作距离和聚焦光斑尺寸分别为1.05mm和28.2μm;实验测得的工作距离和聚焦光斑尺寸分别为1.0mm和28μm。理论计算与实测结果吻合,验证了GRIN光纤探针光学特征参数及其解析方法的有效性。     

移相式数字光学轮廓仪的研制

相移干涉技术是表面轮廓测量领域中得到了广泛应用的可实现高精度测量的技术方法.本文将相移干涉技术与上海光学仪器厂的6JA型干涉显微镜结合起来,研制成功了移相式数字光学轮廓仪,其测量范围0.5nm～1um,精度达到了σ＜0.05nm(Ra),σ＜0.7nm(P-V).由于相关技术的突破,该仪器可以对多种材料、多种轮廓形状的表面实现测量,并得到了较好的结果.     

基于数字全息图记录方法的实验研究

本文从数字全息记录及再现的基本原理出发,设计出了记录硬币,以及立体人像全息图的方法.相比较而言,硬币属于平面物体,能很好的控制其反射的光线,也使得记录其全息图变得相对简单.而诸如人像等三维物体不同于硬币,光照到后会发生散射现象,故反射光线的方向很难控制,且物光很微弱,所以要想记录其全息图是较困难的.经过不断的探索,本文设计出了可以较好的记录人头等三维物体的光路图,并通过数字再现得到了比较满意的效果.最后,提出了一种消除零级衍射的方法,可使图像更加清晰.     

三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征

三维微纳米台阶光学显微测量信息为多维形貌数据,其数据量庞大复杂、多维相关性低、表征难度大,且通常存在测量坏点影响关键尺寸表征精度.本文提出了一种三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征方法.首先,针对三维微纳米台阶的结构特征选取测量系统并设计测量方法,获取其三维形貌点云数据信息;其次,建立三维形貌实测数据维度重构方法,...     

外差干涉测量系统调焦的定心方法的研究

对光学系统进行调焦和确定旋转工作台的中心(本文称为定心)对许多测量系统来说是一个共性问题。本文结合一外差干涉测量系统,提出了一种简单易行的调焦和定心的方法,并对调焦和定心达到的精度进行了分析。