基于离轴全息成像的旋流喷雾冷/热态三维油雾场对比研究

1

作者 王瑞 赵越 +6 位作者 王昱 张航 吴迎春 宋阁 刘涛 陈思 吴学成 《推进技术》 北大核心 2025年第5期165-174,共10页

为获取近喷嘴燃烧油雾场三维多参数雾化特性,构建了双相机高分辨全息粒子追踪测速系统,以开放空间燃烧喷雾为研究对象,实现了对某型旋流杯雾化喷嘴出口燃烧油雾场约20 cm3内雾滴粒径与速度的三维、高分辨同时测量,并与同工况下冷态喷雾... 为获取近喷嘴燃烧油雾场三维多参数雾化特性,构建了双相机高分辨全息粒子追踪测速系统,以开放空间燃烧喷雾为研究对象,实现了对某型旋流杯雾化喷嘴出口燃烧油雾场约20 cm3内雾滴粒径与速度的三维、高分辨同时测量,并与同工况下冷态喷雾进行对比分析。结果表明,离轴全息可以克服湍流燃烧场内折射率梯度变化,重建得到清晰的油雾粒子图像;热态喷雾位于旋流杯出口1~2 mm内小液滴迅速蒸发,致使该区域25μm以下颗粒数目占比不足同工况冷态喷雾的1/3;旋流杯出口以下约20 mm空间内,热态喷雾液滴索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)分布向下游发展呈单调升高趋势,雾滴主要聚集在边缘高速射流区;热态喷雾液滴以射流运动为主,不存在显著回流区,视场内最大轴向速度较冷态对应位置高2~4 m/s。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 旋流喷雾燃烧 数字离轴全息 液滴粒径 粒子追踪测速

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二值化计算全息图的滤波研究

2

作者 解文博 王庆 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页

为了解决二值化过程带来的噪声问题,进而提升全息重建图像的质量,本研究设计了二值化计算全息图滤波的整体方案。本研究深入分析了二值化处理对全息图噪声特性的影响,探讨了滤波与二值化处理的顺序,以及8种不同滤波技术对二值化全息图... 为了解决二值化过程带来的噪声问题,进而提升全息重建图像的质量,本研究设计了二值化计算全息图滤波的整体方案。本研究深入分析了二值化处理对全息图噪声特性的影响,探讨了滤波与二值化处理的顺序,以及8种不同滤波技术对二值化全息图像重建质量的具体影响。实验结果表明,由二值化引入的噪声主要集中在图像的亮调和暗调区域,利用滤波降低噪声时,需采用滤波前置方式。其次,在8种滤波过程中,平滑类滤波、锐化类滤波及同态滤波虽然对于全息二值化的噪声有一定补偿作用,但效果甚微。其中,直方图类滤波方式中的局部直方图和自适应直方图滤波降噪效果相对明显。研究表明直方图类滤波方式可以有效提高二值全息重建图的对比度并且对于图片适用泛性好,在提高二值化全息重建图像质量中是最有潜力的滤波方式。 展开更多

关键词 滤波 二值化 离轴计算全息图 全息重建图像

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离轴数字全息记录条件的研究 被引量：11

3

作者 袁操今 钟丽云 +2 位作者 王艳萍 吕晓旭 钱晓凡 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期482-484,538,共4页

用振幅全息和菲涅耳衍射理论 ,分析离轴数字全息记录系统结构参数对数字全息再现的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验研究结果都表明 ,如果记录物体和CCD的尺寸固定 ,记录物体和CCD之间的记录距离将直接影响数字全息再现像的... 用振幅全息和菲涅耳衍射理论 ,分析离轴数字全息记录系统结构参数对数字全息再现的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验研究结果都表明 ,如果记录物体和CCD的尺寸固定 ,记录物体和CCD之间的记录距离将直接影响数字全息再现像的分离状况和系统的分辨率 ,在保证再现像分离的前提下 ,缩短物体和CCD之间的距离将有利于数字全息再现像分辨率的提高。 展开更多

关键词 离轴数字全息 记录距离 菲涅耳全息 分辨率

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数字全息粒子图像测速技术(DHPIV)研究进展 被引量：9

4

作者 申功炘 张永刚 +1 位作者 曹晓光 吴坚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期563-574,共12页

全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术.本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的... 全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术.本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的研究进展,并介绍了已测得的非定常复杂流动的初步结果.详细论述了DHPIV技术所面临的关键性问题和应用基础问题以及相应的进展:粒子空间场的重建与再现的空间分辨率问题、粒子定位或位移精度问题、信噪比和数字再现的光学与快速算法以及测量空间的扩展等问题.同时讨论了数字离轴全息等有关技术的潜力,介绍了进一步的研究发展方向. 展开更多

关键词 非定常复杂流动 数字全息 粒子图像测速 同轴全息 离轴全息

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数字同轴和数字离轴全息系统分析 被引量：11

5

作者 吕且妮 葛宝臻 张以谟 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期15-18,共4页

利用最高空间频率分析法,通过逐点分析记录在 CCD 上的空间频率信息,研究了物体可允许记录的最大横向尺寸、最小记录距离、全息图的信息量、空间分辨力、再现像的横向分辨力、轴向分辨力及散斑大小,并得到了数学表达式。理论分析和实验... 利用最高空间频率分析法,通过逐点分析记录在 CCD 上的空间频率信息,研究了物体可允许记录的最大横向尺寸、最小记录距离、全息图的信息量、空间分辨力、再现像的横向分辨力、轴向分辨力及散斑大小,并得到了数学表达式。理论分析和实验结果表明,数字同轴全息系统放宽了对 CCD 分辨力的要求,有较高的分辨力,较低的散斑噪声、灵活、简单的系统结构及较高的 CCD 空间带宽利用率,在增强系统性能方面要优于数字离轴全息系统。这一研究为数字全息系统的设计和操作提供了一定的理论和实验指导。 展开更多

关键词 数字全息 同轴全息 离轴全息 系统分析

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用于微结构几何量测量的数字全息方法 被引量：7

6

作者 赵洁 王大勇 +1 位作者 王华英 张亦卓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期173-176,共4页

基于光学全息和数字图像处理技术发展起来的数字全息方法,其显著的优越性表现在全视场、无损、非接触,且能得到高分辨率。无透镜傅里叶变换数字全息,最能充分利用CCD的有限带宽,而且允许的最小的记录距离与被记录物体的大小成正比,对于... 基于光学全息和数字图像处理技术发展起来的数字全息方法,其显著的优越性表现在全视场、无损、非接触,且能得到高分辨率。无透镜傅里叶变换数字全息,最能充分利用CCD的有限带宽,而且允许的最小的记录距离与被记录物体的大小成正比,对于微小物体可以达到很高的分辨率,因此广泛用于微结构几何量的测量。然而,其记录距离受到光学元件物理尺寸的限制,分辨率不能得到很好地提高。应用预放大离轴菲涅耳数字全息,能够更大程度地提高分辨率,达到1m以下的横向分辨率。 展开更多

关键词 数字全息显微 分辨率 无透镜傅里叶变换全息 离轴菲涅耳全息

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同态滤波法抑制离轴数字全息零级项 被引量：8

7

作者 杨勇 薛东旭 +2 位作者 盖琦 吴永丽 马忠洪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1877-1882,共6页

针对离轴数字全息图受记录器件像元尺寸的限制而在数字再现时存在再现像受零级项串扰的问题,提出了一种抑制离轴数字全息零级项的方法。根据图像灰度可由图像照度及表面反射率共同决定的原理,将全息图看作入射分量和反射分量的乘积,利... 针对离轴数字全息图受记录器件像元尺寸的限制而在数字再现时存在再现像受零级项串扰的问题,提出了一种抑制离轴数字全息零级项的方法。根据图像灰度可由图像照度及表面反射率共同决定的原理,将全息图看作入射分量和反射分量的乘积,利用入射分量变化缓慢且集中在低频段,反射分量反映图像细节并集中在高频段的特性,用同态滤波方法处理数字全息图。设计了同态滤波器,其上下限分别为0.001和1,直径为300pixel。用该方法实现了对衍射距离为34cm的菲涅尔数字全息图的零级项抑制,并对重构出的物光对比度以及物体的细节信息进行了增强。 展开更多

关键词 离轴数字全息 同态滤波 再现像 零级项

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全息相移技术用于物体的三维面形测量 被引量：6

8

作者 吕晓旭 钟丽云 +3 位作者 黄守江 李川 杨齐民 佘灿麟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期50-52,共3页

提出将全息干涉条纹和相移技术用于三维面形测量 ,首先利用相移进行位相解调 ,得到各点的包裹相位分布 ,再利用投影条纹最小二乘法得到的高度信息对位相进行去包裹处理 。

关键词 相移技术 三维面形测量 离轴全息

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利用数字全息干涉术测量电路板的连续弯曲形变 被引量：6

9

作者 杨德兴 许增奇 +4 位作者 姜宏振 付永辉 王骏 邵兆申 赵建林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1789-1795,共7页

采用离轴菲涅耳数字全息干涉术实现了对电路板表面的连续弯曲形变测量。在电路板两端依次施加0.01mm至15mm位移载荷过程中,记录了1 501幅全息图。通过相邻两幅全息图数值重建的复振幅相位分布相减得到干涉相位差,根据相位差与离面位移... 采用离轴菲涅耳数字全息干涉术实现了对电路板表面的连续弯曲形变测量。在电路板两端依次施加0.01mm至15mm位移载荷过程中,记录了1 501幅全息图。通过相邻两幅全息图数值重建的复振幅相位分布相减得到干涉相位差,根据相位差与离面位移的关系计算得到照明测量区域的离面位移,通过累加获得了施加1～15mm位移载荷时电路板表面的弯曲形变测量结果。由5块相同规格电路板上照明测量区域中同一电容中心点的离面位移,计算得到测量结果的A类不确定度不超过0.008mm,加载夹具引起的测量结果的B类不确定度为0.003 5mm,测量结果的合成不确定度不超过0.008 7mm。实验表明这种利用离轴菲涅耳数字全息干涉术测量物体大位移连续弯曲形变的方法具有良好的重复性和稳定性。 展开更多

关键词 数字全息干涉术 离轴菲涅耳全息术 电路板 弯曲形变

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一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 被引量：10

10

作者 吕且妮 葛宝臻 张以谟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1014-1017,共4页

提出一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 这种方法是将全息衍射光栅作为分光元件 ,形成数字离轴全息记录系统 ,通过调节记录光路系统中平面镜 ,改变物光波到达CCD的入射方向而引入相移 ,从而得到不同记录参数的全息图 再通过对不... 提出一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 这种方法是将全息衍射光栅作为分光元件 ,形成数字离轴全息记录系统 ,通过调节记录光路系统中平面镜 ,改变物光波到达CCD的入射方向而引入相移 ,从而得到不同记录参数的全息图 再通过对不同记录参数全息图的数字处理 ,即可达到零级像消除的目的 ,并对这种方法进行了理论分析和实验验证 给出了利用这种方法获得的实验结果 实验结果证明了该方案的可行性 ,并且具有光路系统简单。 展开更多

关键词 数字离轴全息术 数字再现 零级像消除

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瞬态激光全息干涉计量与测试设备的研制与开发 被引量：6

11

作者 丰善 王淑岩 +2 位作者 王国志 王正荣 陈智 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期366-369,共4页

文中论述了瞬态激光全息干涉计量的基本理论和在工程测量时需要解决的关键技术 ;简要地介绍了几种瞬态激光全息干涉计量的应用实例 ,对新近研制、开发的瞬态激光全息干涉计量的测试设备作了详细介绍。文章共分四部分 :1)离轴光全息的物... 文中论述了瞬态激光全息干涉计量的基本理论和在工程测量时需要解决的关键技术 ;简要地介绍了几种瞬态激光全息干涉计量的应用实例 ,对新近研制、开发的瞬态激光全息干涉计量的测试设备作了详细介绍。文章共分四部分 :1)离轴光全息的物理过程和简要数学描述 ;2 )瞬态激光全息干涉计量的关键技术 ;3)介绍几种典型的测试设备 ;4 )讨论。 展开更多

关键词 全息测试设备 瞬态激光 全息干涉计量

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数字全息显微测量中相位畸变的矫正方法 被引量：3

12

作者 王添 于佳 +2 位作者 杨宇 闫高宾 王金城 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3615-3620,共6页

针对微尺寸(1 mm)透射型物体的数字全息显微测量中存在的相位畸变问题,提出一种相位矫正方法,通过改进预放大离轴菲涅耳数字全息记录光路以及全息图的卷积再现算法,消除了相位分布的一次畸变和二次畸变。使用该方法测量USAF1951分辨率板... 针对微尺寸(1 mm)透射型物体的数字全息显微测量中存在的相位畸变问题,提出一种相位矫正方法,通过改进预放大离轴菲涅耳数字全息记录光路以及全息图的卷积再现算法,消除了相位分布的一次畸变和二次畸变。使用该方法测量USAF1951分辨率板,成功矫正了其再现像的相位畸变,并得到了横向尺寸0.25 mm区域的清晰相位分布三维重建图。该方法的优点在于通过对记录光路和再现算法的改进,矫正相位畸变,直接得到正确的再现像相位,简化了相位补偿计算的步骤,很大程度地降低了相位重建过程的复杂程度,有利于对物体进行实时探测和快速重建。 展开更多

关键词 预放大数字全息 相位畸变 离轴菲涅耳全息 卷积再现 相位解包裹

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数字离轴全息实验系统及其零级像分析 被引量：3

13

作者 吕且妮 葛宝臻 张以谟 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期701-705,共5页

针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题,提出一种数字离轴全息记录系统.该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统,利用光栅衍射的0级和+1/-1级形成离轴全息记录光路,同时对再现... 针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题,提出一种数字离轴全息记录系统.该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统,利用光栅衍射的0级和+1/-1级形成离轴全息记录光路,同时对再现像中零级进行了理论分析,并进行实验研究.实验结果证明了该系统的可行性,并且具有光路系统简单、操作容易等特点. 展开更多

关键词 离轴全息 数字全息 数字再现 全息光栅 零级像

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基于TPX透镜的连续太赫兹波像面数字全息成像研究 被引量：2

14

作者 王云新 朱江磊 +3 位作者 赵洁 王大勇 戎路 林述锋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期108-115,共8页

太赫兹波对非极性材料具有良好的穿透性,与太赫兹波强度成像相比,相衬成像能够更好的反映物体的内部结构。本文提出了基于TPX透镜的连续太赫兹波像面数字全息相衬成像方法,研究了全息记录和再现过程,利用曲面拟合畸变校正去除TPX透镜引... 太赫兹波对非极性材料具有良好的穿透性,与太赫兹波强度成像相比,相衬成像能够更好的反映物体的内部结构。本文提出了基于TPX透镜的连续太赫兹波像面数字全息相衬成像方法,研究了全息记录和再现过程,利用曲面拟合畸变校正去除TPX透镜引入的二次相位畸变。实验搭建了太赫兹像面数字全息成像系统,利用振幅型西门子星样品对系统的成像分辨率进行了定量分析,同时对有机材料和生物样品两种相位型样品进行成像,实验验证了该相衬成像方法的有效性。在太赫兹波段引入像面成像,有利于提高太赫兹成像分辨率及成像质量,在生物医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 太赫兹成像 数字全息 离轴数字全息 像面数字全息 畸变校正

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基于高速离轴全息可视化方法的Al/AP/HTPB推进剂燃烧性能研究 被引量：3

15

作者 吴迎春 卓著 +5 位作者 吴世曦 周重洋 秦钊 杨燕京 赵凤起 吴学成 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期179-184,I0010,共7页

为了探究金属颗粒燃烧的复杂变化过程,搭建了25kHz高速数字离轴全息成像系统,对Al/AP/HTPB推进剂燃烧过程中颗粒的典型现象进行了时间分辨三维可视化研究;通过三维可视化研究分析了推进剂燃烧中金属铝颗粒燃烧典型现象,其中包括燃烧过... 为了探究金属颗粒燃烧的复杂变化过程,搭建了25kHz高速数字离轴全息成像系统,对Al/AP/HTPB推进剂燃烧过程中颗粒的典型现象进行了时间分辨三维可视化研究;通过三维可视化研究分析了推进剂燃烧中金属铝颗粒燃烧典型现象,其中包括燃烧过程中推进剂燃面颗粒的剥落现象、颗粒/颗粒团的微爆炸现象、以及燃烧颗粒存在的尾流与火焰面现象,并且通过数字离轴全息技术对观测到的铝颗粒进行了时间分辨的三维重建。结果表明,离轴全息技术消除了孪生像的干扰,可以获得清晰的颗粒重建图像,并且其独立配置的参考光在很大程度上消除了火焰对光传播的影响,有效地抑制了颗粒周围折射率急剧变化所带来的像差。表明高速数字离轴全息三维成像技术在固体推进剂燃烧可视化诊断方面具有较强的实用性,并具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 物理化学 固体推进剂 离轴全息技术 铝粉 燃烧性能 微爆炸

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基于深度学习的离轴数字全息成像技术 被引量：3

16

作者 单明广 管学亮 +1 位作者 刘磊 钟志 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第10期1-5,共5页

针对传统离轴数字全息成像技术需要先验知识和额外全息图的问题,提出了一种深度神经网络成像框架全息重建U形网络,解决离轴数字全息领域的重建问题。首先利用非对称卷积结构进行底层特征提取;接着通过多组残差卷积块提取不同尺度的全息... 针对传统离轴数字全息成像技术需要先验知识和额外全息图的问题,提出了一种深度神经网络成像框架全息重建U形网络,解决离轴数字全息领域的重建问题。首先利用非对称卷积结构进行底层特征提取;接着通过多组残差卷积块提取不同尺度的全息图特征;最后通过转置卷积与特征拼接重建图像。实验数据经充分训练后,该方法仅需输入单张全息图就能输出单张清晰的重建图。与Holo-UNet相比,实验振幅样本和实验相位样本的重建峰值信噪比和结构相似度分别由原来的28.75 dB,0.919和29.55 dB,0.956提高至30.66 dB,0.933和33.43 dB,0.981,效果明显。 展开更多

关键词 深度学习 离轴数字全息 全息重建 特征提取

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基于角谱衍射的离轴数字全息数值重建理论分析 被引量：3

17

作者 郑楚君 韩鹏 +1 位作者 李榕 常鸿森 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期44-45,共2页

分析了离轴数字全息的频谱分布,基于角谱衍射的方法进行离轴数字全息的重建,并通过频域滤波去除零级像、共轭像。理论分析表明该方法可用于离轴数字全息的准确重建。即使在菲涅耳近似不满足的情况下,该方法依然有效,可进一步用于数字全... 分析了离轴数字全息的频谱分布,基于角谱衍射的方法进行离轴数字全息的重建,并通过频域滤波去除零级像、共轭像。理论分析表明该方法可用于离轴数字全息的准确重建。即使在菲涅耳近似不满足的情况下,该方法依然有效,可进一步用于数字全息的多平面和多角度的重建。 展开更多

关键词 离轴数字全息 角谱衍射 零级像 共轭像 频域滤波

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基于深度学习的单帧同轴数字全息重建方法 被引量：3

18

作者 何晨 房鸿 张宁超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期267-276,共10页

针对同轴数字全息中零级像及孪生像对再现像干扰的问题,提出一种基于深度学习的单帧同轴数字全息图重建方法。利用神经网络强大的特征提取能力,去除同轴全息重建过程中零级像及孪生像对再现像的干扰。分别针对强度型和相位型目标所对应... 针对同轴数字全息中零级像及孪生像对再现像干扰的问题,提出一种基于深度学习的单帧同轴数字全息图重建方法。利用神经网络强大的特征提取能力,去除同轴全息重建过程中零级像及孪生像对再现像的干扰。分别针对强度型和相位型目标所对应的同轴全息图利用U-Net的卷积神经网络进行了训练和重建,结果表明U-Net网络对强度型和相位型目标均能实现高质量的重建。为进一步验证该网络对不同类型目标的泛化性,将字母数据集生成的同轴全息图在不同噪声水平下进行了重建,结果表明该网络对不同目标及噪声均具有良好的鲁棒性,且重建结果与真实目标的结构相似度均保持在0.92以上。 展开更多

关键词 数字全息 同轴 深度学习 相位 神经网络 重建

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基于光程差扫描的低相干离轴数字全息术 被引量：3

19

作者 邓丽军 杨勇 +3 位作者 石炳川 马忠洪 盖琦 翟宏琛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1-5,共5页

针对在低相干离轴数字全息术中,光源相干长度限制物光波可探测面积的问题,提出了一种基于光程差扫描的低相干离轴数字全息记录方法.首先,通过改变参考光和物光波之间的光程差,使得干涉条纹扫描记录平面的不同区域,而后对各个区域的数字... 针对在低相干离轴数字全息术中,光源相干长度限制物光波可探测面积的问题,提出了一种基于光程差扫描的低相干离轴数字全息记录方法.首先,通过改变参考光和物光波之间的光程差,使得干涉条纹扫描记录平面的不同区域,而后对各个区域的数字全息图采用数值再现的方法获取不同区域处的物光波相位分布,最后采用相位拼接技术拼接各个区域的相位分布实现物光波的全视场探测. 展开更多

关键词 低相干离轴数字全息 光程差扫描 物光波的全视场

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相移误差校正算法研究 被引量：1

20

作者 毕精会 钱晓凡 余灿麟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期45-46,共2页

重构光场的相位是光学干涉计量的基础和难点,相移技术是其中重要的方法,但相移误差在实验中是很难回避的,从而引起相位重构出现误差,所以如何消除或减少相移误差对相位重构的影响是受普遍关注的问题。文章分析了在常用的四步相移中相移... 重构光场的相位是光学干涉计量的基础和难点,相移技术是其中重要的方法,但相移误差在实验中是很难回避的,从而引起相位重构出现误差,所以如何消除或减少相移误差对相位重构的影响是受普遍关注的问题。文章分析了在常用的四步相移中相移误差对相位重构的影响,给出了相移误差与相位重构误差的关系式,并提出了一种在离轴数字全息情况下,先通过条纹拟合计算相移误差量,继而修正重构相位误差的方法。文章给出了模拟计算和实验结果,证明该方法是有效的。 展开更多

关键词 相移误差 误差消除 相位重构 离轴全息 四步相移

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