陆敏, 王鸣, 郝辉[1]2005年在《半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度》文中研究表明提出了一种简便的激光自混合散斑干涉测量流体速度的方法。根据散斑和法布里珀罗腔的理论,提出了半导体激光器的自混合散斑干涉模型。研究了流体运动时在半导体激光器内产生的自混合散斑干涉效应(SMPI),给出了激光器输出增益的变化及其概率密度分布。得到了激光自混合散斑干涉平均频率与流体速度之间的关系。模拟计算和实验结果验证了这个关系。利用散斑干涉的平均频率与流体速度的关系测量了高分子材料溶液的速度,并在溶液浓度和背景光变化时,对流体速度进行了测量、比较和分析。实验表明,在溶液浓度不太低时,测量误差小于8%。
陆敏[2]2004年在《半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度》文中研究表明适度相干光从粗糙表面反射或通过折射率无规则涨落的媒质传播时，形成无规则的颗粒状的强度分布，这就是散斑图。由于散斑是由被随机表面各个散射元散射回的光波之间的干涉形成的，因而它是随机表面某些信息的携带者，这样，借助于散斑不仅可以研究粗糙表面本身，而且还可以研究它的形状和位置的变化。当随机散射平面移动时，散斑场的空间分布也将随之迅速变化，我们称之为动态散斑。如果散射面与其平面法线横向运动，探测面上的散斑会跟随散射表面的运动。动态散斑统计性质已被用于测量运动物体的速度。 “激光反馈效应”即“激光自混合”是指激光器的出射光被外部反射物反射或散射后，其中一部分光又被反馈回激光器的谐振腔。重新注入的激光与激光腔内的光混合，引起输出功率变化和频率变化，形成外光学反馈效应。半导体激光器的光学反馈效应会产生跳模，频率不稳定或者混沌，增加噪声，加宽谱线，一直被认为是严重影响激光光谱性质的干扰源。随着研究的深入，人们逐渐由消除光反馈的不利影响到主动利用光反馈现象进行物理量的测量，从而形成半导体激光自混合干涉技术。 结合自混合干涉和散斑的原理，将自混合散斑现象引入激光二极管。让半导体激光器的光学反馈来自垂直地照射的粗糙表面，把光强调制成为随机的散斑信号。封装在激光二极管管壳内另一侧的光电二极管，检测光学反馈生成的散斑信号，确定物体的状态。 本文采用Fabry-Perot(F-P)腔模型来研究半导体激光器内产生的自混合散斑干涉。分析了外强长度和照明宽度的变化对激光器输出特性的影响。模拟并通过实验验证了自混合散斑干涉信号的波动与溶液横向移动速度的关系。研究了背景光和溶液浓度变化对自混合散斑干涉信号的波动与溶液横向移动速度之间关系的影响。从而预示了半导体激光器有着既作为光源又用作速度测量的传感器的应用前景。
刘盛刚[3]2009年在《自混合干涉测速技术研究》文中认为本文阐述了激光自混合干涉测速技术的研究背景和意义,综述了国内外自混合干涉测速技术的研究现状,以建立完善的自混合干涉测速系统为目的,进行了深入、广泛的理论研究和实验研究。在理论上,运用Doppler效应,复合腔理论,建立了自混合干涉的数学模型,研究了自混合干涉测速的基本原理,对自混合干涉测速上限问题进行了详实的讨论,对信号调制深度进行了分析,数值模拟研究了光纤耦合系统各个参数对自混合信号波形的影响。设计了自由空间自混合干涉和全光纤自混合散斑干涉两套实验系统。重点研究了光纤传光、自聚焦透镜收集反馈光的全光纤自混合散斑干涉系统的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的模型,并进行了收集效率的实验研究,从理论上证明了全光纤自混合散斑干涉的可行性。开展了信号处理研究。研究了信号的消噪与归一化处理;通过分析自混合干涉信号的特征,提出采用时频分析技术处理自混合干涉信号,进行了相应的数值模拟研究;理论上得到了位移信息重构的解析解,提出了积分速度曲线获得位移的数值方法。对比研究了自混合散斑干涉信号处理的计数法和自相关法,最后采用简单的计数法来处理自混合散斑信号。搭建了自由空间自混合干涉和全光纤自混合散斑干涉两套实验系统,进行了实验研究,获得了较好的实验信号,最后给出了实验结果。
佚名[4]2005年在《激光应用 激光测量》文中指出TN247 2005031786 轮对轮缘磨耗的光电图像检测方法=Using optoelectronic image detecting method to measure the wear of wheel set flange[刊,中]／吴开华(杭州电子工业学院自动化分院．浙 江,杭州(310018)),张建华…∥光学技术．-2004．30 (5)．-535-537,540 提出用光电图像方法非接触检测车辆轮对的轮缘磨 耗。用高精度激光位移传感器实现轮缘内侧面的定位,用 激光线光源和高分辨CCD探测器获取轮缘轮廓,通过与
黄珍献[5]2008年在《电子散斑干涉载频调制形貌测量技术研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的进步和计算机技术的飞速发展,叁维形貌测量技术在科研、医学诊断、工程设计、刑事侦查现场痕迹分析、自动在线检测、质量控制、机器人及许多生产过程中得到越来越广泛的应用,同时精度要求越来越高。例如,汽车车身、飞机机身、轮船船体等加工制造中的在线检测。由于物体叁维形貌测量技术具有重要的工业应用价值,物体叁维形貌测量技术备受各国科技人员所关注。采用光学法进行叁维形貌测量,具有非接触和全场测量的优点,现在已成为国内外研究的重点,并且提出了多种不同的测量原理。散斑干涉测量技术是光学测量技术的一个重要分支,并且由于它具有非接触,高精度和全场测量等优点,一直为科研人员所重视。在过去的30多年中,除了对散斑场自身的特性和规律给予深入的研究外,有多种散斑测量技术逐渐发展和建立起来,并在不同的领域中获得了广泛的应用。并且随着激光技术,计算机技术和图像处理技术的进步,在散斑干涉测量中出现的问题也得以解决。例如在散斑干涉中采集的散斑图中存在各种各样的噪音,相位展开等问题得到很好的解决。因此散斑干涉用于物体形貌的测量也得到了发展,已经成为一种叁维物体形貌测量的方法。本文就电子散斑干涉结合傅立叶变换法用于物体形貌测量进行了研究与讨论,主要内容是:1.回顾了散斑干涉计量的发展历史;系统介绍了电子散斑干涉的原理及散斑干涉中的位相测量技术。2.回顾了物体形貌测量的发展过程,介绍了几种形貌测量的方法,重点介绍了投影栅线法和散斑干涉法。3.利用散斑干涉测量的特点和傅立叶变换的特点,设计了电子散斑干涉结合傅立叶变换法测量物体形貌的光路图,并予以实验,得到了理想的结果,给出了实验中所得出的图像和处理后的图像。
张弘扬[6]2016年在《基于散斑剪切干涉的材料无损检测技术研究》文中进行了进一步梳理近年来散斑干涉技术进入数字化时代,数字剪切散斑干涉技术(DSSPI)也应运而生。数字剪切散斑干涉技术因其结构简单,对测量环境要求低,无需参考物体、全场非接触等优势被认为最适用于对薄板型材料进行无损检测。但是目前对DSSPI的研究还未有从理论角度出发的详细研究。本文从有限元分析软件ANSYS出发,结合MATLAB软件进行散斑图像处理,指导实验系统的搭建,并应用集成的DSSPI实验系统对铝板、复合材料板进行缺陷检测及分析。主要研究内容如下:1.应用MATLAB和有限元分析软件ANSYS进行了“PZT位移误差对缺陷检测的影响”仿真模拟实验。实验以PI公司生产的P-841.10位移器与E-709.SRG位移控制器的性能指标为例,模拟了DSSPI系统中在不同缺陷尺寸、缺陷深度、缺陷位置以及不同的负载强度情况下,PZT的位移误差对缺陷检测的影响。所得结论会为实验带来指导作用。2.设计、搭建并集成了一套基于迈克尔逊干涉结构的数字散斑剪切干涉系统。在此套系统中,使用PZT作为相移装置,通过控制干涉仪中两反射镜的角度来控制系统剪切量。在图像采集部分,开发了一款软件用于同步控制PZT位移和CCD图像采集。该款软件可以准确控制曝光量、相移量,还可在散斑图与干涉条纹图中切换模式,实时观察干涉条纹形状,便于控制负载施加的大小。3.应用集成的DSSPI系统对预埋不同缺陷尺寸和缺陷深度的铝板进行缺陷检测。通过仿真模拟表明在铝板背面打孔可模拟板内部孔状缺陷。在有、无缺陷对比实验中,通过将有、无缺陷铝板的解包裹相位图进行相减对比这种方法来将缺陷“放大”。该方法具有较高辨识度,可用于大量生产的材料板质量检测中。在不同缺陷尺寸和缺陷深度检测实验中,通过分析解包裹相位图与二维相位曲线发现:缺陷深度对缺陷检测的影响要大于缺陷尺寸的影响。即使缺陷尺寸足够大,如果缺陷深度过大,缺陷也不能被有效检测出来。这为今后的材料检测提供了的一个依据。4.应用集成的DSSPI系统对复合材料板进行缺陷检测。待测试件为两块受到冲力的树脂加碳纤维复合材料板,两块板经过冲击后是否存在缺陷未知。通过分析包裹相位图与解包裹相位图,发现其中一块复合材料板存在不止一处缺陷,另一块复合材料板虽然表面完整无异常,但检测结果表明其内部包含一处缺陷。检测结果表明,该套DSSPI系统可用于复合材料表面及其浅表面的缺陷检测。通过本论文从理论到实验的研究工作,为数字剪切散斑干涉系统积累了较好的研究数据和经验,为该技术未来应用于实际奠定了基础。
参考文献：
[1]. 半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度[J]. 陆敏, 王鸣, 郝辉. 光学学报. 2005
[2]. 半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度[D]. 陆敏. 南京师范大学. 2004
[3]. 自混合干涉测速技术研究[D]. 刘盛刚. 中国工程物理研究院. 2009
[4]. 激光应用 激光测量[J]. 佚名. 中国光学与应用光学文摘. 2005
[5]. 电子散斑干涉载频调制形貌测量技术研究[D]. 黄珍献. 山东师范大学. 2008
[6]. 基于散斑剪切干涉的材料无损检测技术研究[D]. 张弘扬. 东华大学. 2016