强激光系统光学元件波前相位梯度分析 被引量：9

1

作者 张蓉竹 石琦凯 +1 位作者 江腾蛟 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期129-131,共3页

介绍了在高功率固体激光系统中用于评价光学元件对光束聚焦特性影响的参数———波前相位梯度及其检测原理和计算方法 ,并与常用的光学元件评价参数P V值、RMS值以及新引入的评价方式———PSD进行了比较。得到了高功率激光系统中几种... 介绍了在高功率固体激光系统中用于评价光学元件对光束聚焦特性影响的参数———波前相位梯度及其检测原理和计算方法 ,并与常用的光学元件评价参数P V值、RMS值以及新引入的评价方式———PSD进行了比较。得到了高功率激光系统中几种典型光学元件的相位梯度分析结果 ,结果表明利用相位梯度分析方法能够有效的对光学元件的加工质量进行评价。 展开更多

关键词 波前相位梯度 光学元件 强激光系统 ICF 光束聚焦特性 惯性约束核聚变 驱动力系统

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利用三频外差实现的小视场三维测量系统 被引量：13

2

作者 艾佳 刘守起 +1 位作者 刘元坤 张启灿 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期39-44,共6页

搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,相机同步记录受到物... 搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,相机同步记录受到物体表面形貌调制而发生形变的条纹,分别计算出三组条纹对应的截断相位图,再进行两次外差得到频率为1的相位分布,以此为基准往回展开得到连续的相位分布,从而重建被测物体的三维面形分布。实验成功重建了以硬币为代表的小视场(8 mm×6 mm)物体在100μm深度范围内的表面三维形貌。 展开更多

关键词 三维测量 三频外差法 相移 时间相位展开

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COIL腔镜高反射率精密测量系统的可靠性分析 被引量：4

3

作者 任钢 蔡邦维 +3 位作者 熊胜明 黄伟 张彬 高丽峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1393-1396,共4页

　利用光腔衰荡光谱技术,建立了氧碘化学激光器腔镜高反射率的精密测量系统。对用直型衰荡光腔时可能影响测量系统精度的各种因素进行了系统的实验研究。采用直型和折叠型衰荡光腔,检测了氧碘化学激光器高反腔镜在1.315μm的反射率。实... 　利用光腔衰荡光谱技术,建立了氧碘化学激光器腔镜高反射率的精密测量系统。对用直型衰荡光腔时可能影响测量系统精度的各种因素进行了系统的实验研究。采用直型和折叠型衰荡光腔,检测了氧碘化学激光器高反腔镜在1.315μm的反射率。实验测得COIL凹面高反腔镜反射率为99.770%;平面高反镜反射率为99.917%,测量精度约为10-5。结果表明,该系统可以精密测量氧碘化学激光器腔镜的高反射率,测量结果精确可靠。 展开更多

关键词 光腔衰荡 高反射率 氧碘化学激光器(COIL) 可靠性分析

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调制度测量轮廓术高度信息获取新算法 被引量：8

4

作者 邵双运 苏显渝 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期43-46,54,共5页

理论分析表明,在正弦光栅成像面前后调制度分布是一种高斯分布,据此提出一种基于高斯曲线拟合的调制度测量轮廓术高度信息获取新算法:高斯曲线拟合法。该算法对调制度分布序列中极值位置附近的部分数据点利用高斯函数进行拟合,从获得的... 理论分析表明,在正弦光栅成像面前后调制度分布是一种高斯分布,据此提出一种基于高斯曲线拟合的调制度测量轮廓术高度信息获取新算法:高斯曲线拟合法。该算法对调制度分布序列中极值位置附近的部分数据点利用高斯函数进行拟合,从获得的拟合曲线求出调制度极大值的真实位置,该位置对应的扫描距离即为对应点的高度信息。对同一测量数据利用三种高度算法分别计算高度,测量精度为:极值算法0.78mm、重心算法0.37mm和高斯曲线拟合算法0.22mm,表明高斯曲线拟合法可以获得更高的测量精度。 展开更多

关键词 三维传感 调制度测量轮廓术 高斯函数 信息获取算法

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高功率激光系统随机相位屏的特性研究 被引量：3

5

作者 张蓉竹 杨春林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1242-1246,共5页

从高功率激光系统中随机相位屏的统计模型出发,分析了其相位噪声及梯度的一阶和二阶统计性质。研究了完全相干光与部分相干光通过随机相位屏后的传输性质,推导得出部分相干光在经过随机相位屏后,其交叉谱密度的期望等于随机相位屏透过... 从高功率激光系统中随机相位屏的统计模型出发,分析了其相位噪声及梯度的一阶和二阶统计性质。研究了完全相干光与部分相干光通过随机相位屏后的传输性质,推导得出部分相干光在经过随机相位屏后,其交叉谱密度的期望等于随机相位屏透过率函数的期望与入射光交叉谱密度的乘积。对该模型下的远场分布进行了数值模拟。结果显示,能量对称分布的完全相干光通过相位干屏后,只有通过随机相位屏透过率函数期望的远场分布是对称的;部分相干光在传输通过随机相位屏后,其谢尔模光束性质不会改变,但光强分布不再具有对称性,且强度明显降低。 展开更多

关键词 随机相位屏 均方根梯度 部分相干光 统计光学

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基于AOTF技术的光纤损耗光谱检测系统设计 被引量：1

6

作者 王霜 曹益平 李宇翔 《工具技术》 北大核心 2007年第4期68-71,共4页

提出了一种新型的基于声光可调滤光器(AOTF)的便携式光纤损耗光谱检测系统。建立了光纤损耗光谱检测的数学模型和检测系统总体结构。该系统利用声光可调滤光器的电可调谐特性,采用DSP进行智能化控制,实现对光纤中信号光的快速光谱扫描,... 提出了一种新型的基于声光可调滤光器(AOTF)的便携式光纤损耗光谱检测系统。建立了光纤损耗光谱检测的数学模型和检测系统总体结构。该系统利用声光可调滤光器的电可调谐特性,采用DSP进行智能化控制,实现对光纤中信号光的快速光谱扫描,测量出被测光纤对不同波长的信号光的衰减特性。最后给出了实验结果和讨论。 展开更多

关键词 光纤损耗测量 声光可调滤光器 光谱扫描 射频驱动

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一种自适应阈值的Canny边缘检测算法 被引量：96

7

作者 唐路路 张启灿 胡松 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期127-132,共6页

针对传统Canny算法阈值选择困难的问题,本文提出一种基于最大类间方差法的自适应同步搜索高低阈值的方法。该方法首先根据梯度直方图信息将对应的像素分为三类;其次基于改进的Otsu算法定义评价函数,该评价函数描述了类间方差;最后依次... 针对传统Canny算法阈值选择困难的问题,本文提出一种基于最大类间方差法的自适应同步搜索高低阈值的方法。该方法首先根据梯度直方图信息将对应的像素分为三类;其次基于改进的Otsu算法定义评价函数,该评价函数描述了类间方差;最后依次搜索评价函数的一个最大值,自动获取Canny算子的高低阈值。该方法不需要人为设定任何参数。与传统Canny算法、直接Otsu算法的结果比较表明,本文方法对不同的图像都能较好地提取真实边缘,特别是在低对比度图像的边缘提取上,此方法更具有优势。 展开更多

关键词 边缘检测 CANNY算法 改进的Otsu算法 自适应阈值

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采用环路径向剪切干涉法测量液晶电视的相位调制特性 被引量：17

8

作者 李大海 潭泽富 +1 位作者 陈怀新 陈祯培 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期970-974,共5页

提出了一种测量液晶电视相位调制特性的新方法 ,并对液晶电视在该干涉仪中形成的条纹图进行了解释 ,对EPSONP1 3VM 1 2 5液晶电视的相位调制特性进行了实际测量 ,结果表明该测试方法能实现液晶电视相位调制特性的全场。

关键词 环路径向剪切干涉 液晶电视 相位调制特性 测量方法

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外腔锁相二极管激光列阵的超模 被引量：10

9

作者 陆丹 严地勇 +2 位作者 陈建国 林晓东 高松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1119-1122,共4页

　利用耦合理论推导了通过外腔反馈实现锁相运行的激光二极管列阵所满足的本征值方程。在忽略非相邻单元间耦合的串联运行方式下,解析求解了包括端面反射的列阵方程的本征值。求出了各阶超模的近场分布,并得到了考虑单个发光单元影响时... 　利用耦合理论推导了通过外腔反馈实现锁相运行的激光二极管列阵所满足的本征值方程。在忽略非相邻单元间耦合的串联运行方式下,解析求解了包括端面反射的列阵方程的本征值。求出了各阶超模的近场分布,并得到了考虑单个发光单元影响时的远场分布,具体为:当列阵运行于基超模时,近场各个单元间的光场同相,在远场中心位置出现光强主极大;而在其它高阶模式,近场各个单元间光场不同相,远场光强主极大出现在中心位置两侧;远场总体受到单个发光单元近场分布函数的调制。 展开更多

关键词 激光二极管列阵 外腔 锁相 超模

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基于条纹反射的镜面测量及三维重建算法分析 被引量：17

10

作者 荆海龙 苏显渝 +1 位作者 刘元坤 伍凡 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期37-42,共6页

本文详细介绍了依据条纹反射术测量镜面、类镜面的原理和方法,分析了经由梯度数据重建三维面形的主要算法和关键问题。通过计算机模拟和波面实际测量,对十字路径积分法、傅里叶变换积分法和区域波前重构法三种主要算法的重建精度进行了... 本文详细介绍了依据条纹反射术测量镜面、类镜面的原理和方法,分析了经由梯度数据重建三维面形的主要算法和关键问题。通过计算机模拟和波面实际测量,对十字路径积分法、傅里叶变换积分法和区域波前重构法三种主要算法的重建精度进行了对比研究。研究表明:区域波前重构法不但对高频噪声有较强的抑制作用,同时也可以处理复杂的连通区域和非等间距分布梯度数据的复杂情况,因此更适用于基于条纹反射术的波面测量。 展开更多

关键词 三维面形测量 条纹反射 镜面测量 梯度数据

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采用双频光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术 被引量：20

11

作者 刘慧强 陈文静 +1 位作者 苏显渝 陈锋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期39-42,共4页

傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效... 傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效波长的两组截断相位,先展开对应于低频的低精度截断相位,并以此为参考,根据双频光栅两个频率之间的关系,展开对应于高频的高精度相位。经过模拟比较,在误差范围内比传统方法恢复的图形有了较大的改善,相对误差率由2.26%下降到1.79%。 展开更多

关键词 双频光栅投影 傅里叶变换轮廓术 三维面形测量

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子孔径拼接干涉检测中去倾斜处理技术 被引量：13

12

作者 张蓉竹 杨春林 +1 位作者 许乔 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期879-882,共4页

　倾斜放置对大口径光学元件的检测有很大影响,为了防止在子孔径拼接干涉检测中倾斜所导致的数据丢失等严重后果,并且实现不同次检测的结果可以相互比较,提出了一种软件修正倾斜量的方法。通过对读出的图形数据进行反向倾斜来降低检测... 　倾斜放置对大口径光学元件的检测有很大影响,为了防止在子孔径拼接干涉检测中倾斜所导致的数据丢失等严重后果,并且实现不同次检测的结果可以相互比较,提出了一种软件修正倾斜量的方法。通过对读出的图形数据进行反向倾斜来降低检测中的元件倾斜程度,避免了实际检测过程中手工操作无法达到极小角度修正的困难。通过实验,验证了该方法的可行性和有效性,实现了大口径光学元件正确的子孔径拼接检测,完成了多次检测结果之间的相互比较,结果表明,残差平均值仅为0.12λ(λ=633nm)。 展开更多

关键词 子孔径拼接 去倾斜 光学检测 残差

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外腔锁相二极管激光列阵超模的阈值分析 被引量：7

13

作者 陆丹 高松 +2 位作者 陈建国 林晓东 严地勇 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期14-16,共3页

利用耦合矩阵本征值求得了外腔锁相二极管激光列阵的各阶超模所应满足的阈值条件 ,研究了激光器前端面剩余反射和外腔长度对各阶超模阈值增益的影响。在无剩余反射的理想情况下 ,阈值增益曲线随外腔长度变化缓慢 ,从而可以通过选择外腔... 利用耦合矩阵本征值求得了外腔锁相二极管激光列阵的各阶超模所应满足的阈值条件 ,研究了激光器前端面剩余反射和外腔长度对各阶超模阈值增益的影响。在无剩余反射的理想情况下 ,阈值增益曲线随外腔长度变化缓慢 ,从而可以通过选择外腔长度使DLA稳定运行在最高阶或最低阶超模 ;在有剩余反射时 。 展开更多

关键词 外腔锁相 二极管激光列阵 超模 阈值增益 耦合矩阵本征值

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高功率光学元件畸变波前位相均方根梯度计算 被引量：6

14

作者 陈源画 郑万国 +4 位作者 陈文静 贺少勃 粟敬钦 陈远斌 袁静 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期403-408,共6页

根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型,分析了位相均方根梯度计算过程中,三种波前数据处理方式的各自特点及优劣,并得出最佳处理方式,即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉... 根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型,分析了位相均方根梯度计算过程中,三种波前数据处理方式的各自特点及优劣,并得出最佳处理方式,即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉宁窗,最后截取原始长度的数据。讨论了畸变波前边缘增添零采样点的个数、波前口径、波前抽样间距与均方根误差之间的相互关系。计算证明,对于口径为300 mm×300 mm、抽样间隔为0.5 mm的随机波前,当取截止频率为33 mm-1、初始波前两边分别添14 个点即波前尺寸扩大7mm长时,其均方根误差最小,此时该值为0.008λ,恢复的波前最理想,计算所得的位相均方根梯度也最合理。 展开更多

关键词 畸变波前 均方根梯度 均方根误差 抽样间距

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基于FTP的动态相位展开方法的研究 被引量：10

15

作者 赵文杰 陈文静 +1 位作者 陈锋 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期23-25,共3页

在采用结构照明的光学三维传感方法中 ,相位展开是被测物体三维面形正确重建的关键步骤之一 ,也是一个难点。本文就动态傅里叶变换轮廓术中相位展开问题进行研究 ,对比分析了直接相位展开算法、基于相邻帧间相位差之间的相位展开算法和... 在采用结构照明的光学三维传感方法中 ,相位展开是被测物体三维面形正确重建的关键步骤之一 ,也是一个难点。本文就动态傅里叶变换轮廓术中相位展开问题进行研究 ,对比分析了直接相位展开算法、基于相邻帧间相位差之间的相位展开算法和基于调制度排序的相位展开算法。解决了基于傅立叶变换轮廓术的动态三维测量中相位展开问题 ,特别是孤立区域的相位展开。为动态傅立叶变换轮廓术的在冲击和爆轰过程中应用 ,提供了理论基础。 展开更多

关键词 傅立叶变换轮廓术 相位展开 三维面形测量

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探测器非线性对傅立叶变换轮廓术的影响 被引量：5

16

作者 乔闹生 苏显渝 陈桂川 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期35-37,共3页

本文分析了探测器存在二阶、三阶非线性对傅立叶变换轮廓术的影响 ,对抽样频率的确定给出了严格的理论分析和公式推导。分析表明 :由于非线性的影响 ,必须增大抽样频率才可避免频谱混叠 ,保证傅立叶变换轮廓术的测量精度。计算机模拟实... 本文分析了探测器存在二阶、三阶非线性对傅立叶变换轮廓术的影响 ,对抽样频率的确定给出了严格的理论分析和公式推导。分析表明 :由于非线性的影响 ,必须增大抽样频率才可避免频谱混叠 ,保证傅立叶变换轮廓术的测量精度。计算机模拟实验给出了不同抽样频率对三维重建的影响 。 展开更多

关键词 傅立叶变换轮廓术 二阶 抽样频率 三阶非线性 频谱混叠 公式推导 探测器 测量精度 正确性 实验结果

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基于梯度数据的三维面形重建方法 被引量：7

17

作者 荆海龙 苏显渝 刘元坤 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期41-43,共3页

目前三维传感、机器视觉等领域的许多方法如阴影法、光度立体法,偏折术法等获得的数据为离散梯度。一些实际应用如波前重建、相位测量和三维面形测量等,需要进行面形重建。本文讨论了测得梯度的偏差对重建结果的影响,分析比较了不同偏... 目前三维传感、机器视觉等领域的许多方法如阴影法、光度立体法,偏折术法等获得的数据为离散梯度。一些实际应用如波前重建、相位测量和三维面形测量等,需要进行面形重建。本文讨论了测得梯度的偏差对重建结果的影响,分析比较了不同偏差环境下基于局部积分技术的路径积分法与基于全局积分技术的傅立叶变换积分法及其修正方法的重建能力,计算机模拟实验证明了根据实际梯度偏差选择适当算法的必要性。 展开更多

关键词 波前重建 梯度场 局部积分技术 全局积分技术 傅立叶变换积分法

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采用标记条纹跟踪的冲击过程三维轮廓术 被引量：5

18

作者 肖焱山 苏显渝 +1 位作者 张启灿 李泽仁 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期46-52,共7页

针对在冲击、爆轰等快变化过程的三维轮廓术中,CCD拍摄速度低于物体的运动速度而导致对动态条纹的时间采样不足和物体表面发生破裂而分成数块的动态过程,提出一种采用标记条纹进行跟踪的动态过程三维轮廓术。以傅里叶变换轮廓术为基础,... 针对在冲击、爆轰等快变化过程的三维轮廓术中,CCD拍摄速度低于物体的运动速度而导致对动态条纹的时间采样不足和物体表面发生破裂而分成数块的动态过程,提出一种采用标记条纹进行跟踪的动态过程三维轮廓术。以傅里叶变换轮廓术为基础,通过采用标记条纹进行跟踪锁定变形条纹中同级次条纹的变化以及Gerchberg迭代算法在破裂区域迭代生成伪条纹,对破裂表面分块进行处理,有效地解决了在快变化动态过程的三维重建中因时间采样不足和条纹断裂对三维相位场的展开所带来的问题,获得了物体正确的面形分布。实验证实了此种方法的正确性。 展开更多

关键词 冲击过程 三维面形测量 标记条纹 傅里叶变换轮廓术

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三维面形测量中结构光场的非线性分析和校正 被引量：9

19

作者 郭志明 张启灿 麻珂 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期14-16,共3页

在基于数字投影的结构光三维面形测量中,相位测量轮廓术和傅立叶变换轮廓术是两种重要的方法,但由于受到CCD探测器光电响应的非线性、投影伽马的非线性以及环境光照等因素的影响,引起投影条纹正弦性的下降,最终导致相位和重建面形的误... 在基于数字投影的结构光三维面形测量中,相位测量轮廓术和傅立叶变换轮廓术是两种重要的方法,但由于受到CCD探测器光电响应的非线性、投影伽马的非线性以及环境光照等因素的影响,引起投影条纹正弦性的下降,最终导致相位和重建面形的误差。本文提出一种实用的结构光场生成方法,有效改善了结构光场的正弦性。从成像系统出发,通过理论推导,计算机模拟和实验,结果表明该方法大大降低了投影伽码引起的非线性误差,相位误差的标准偏差降低了7倍。 展开更多

关键词 相位测量轮廓术 三维面形测量 标准偏差 非正弦条纹

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窗口傅里叶变换的三维面形测量 被引量：7

20

作者 付艳华 陈文静 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期39-39,41,共2页

由于窗口傅里叶变换具有局部分析特性,且局部谱比全局的谱更简单、更不容易频谱混叠。本文提出在基于频谱分析的三维面形测量中,用窗口傅里叶变换(WFT)代替传统的快速傅里叶变换(FFT)去获取三维物体面形分布。理论分析和实验结果表明:... 由于窗口傅里叶变换具有局部分析特性,且局部谱比全局的谱更简单、更不容易频谱混叠。本文提出在基于频谱分析的三维面形测量中,用窗口傅里叶变换(WFT)代替传统的快速傅里叶变换(FFT)去获取三维物体面形分布。理论分析和实验结果表明:窗口傅里叶变换不但可以减小频谱混叠对测量精度的影响,并且若在窗口傅里叶变换的处理过程中,设置合理的“门限”,还能够有效的抑制噪声。从而在一定程度上保证了基于频谱分析的三维面形测量的精度。 展开更多

关键词 窗口傅里叶变换 频谱混叠 三维面形测量

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