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移相干涉术的一种新算法:重叠四步平均法 被引量:36
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作者 朱日宏 陈进榜 +1 位作者 王青 陈磊 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第12期1288-1293,共6页
提出了一种能大大地减小由于移相器的位移误差而引起相位复原误差的新方法,即重叠四步平均法(OverlappingAveraging4-Frame(OAF)Algorithm).给出了这种方法的相位复原精度与移相器的位移... 提出了一种能大大地减小由于移相器的位移误差而引起相位复原误差的新方法,即重叠四步平均法(OverlappingAveraging4-Frame(OAF)Algorithm).给出了这种方法的相位复原精度与移相器的位移误差之间的关系式,从关系式中可见,OAF算法大大地减小由于移相器的位移误差而引起相位复原误差.通过计算机模拟,得到了各种算法的相位复原精度与移相器的位移误差之间的关系曲线,分析可得,重叠四步平均法算法比其它算法有更高精度. 展开更多
关键词 移相干涉术 移相器 重叠四步平均法 算法
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全场高分辨生物组织光学层析成像 被引量:27
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作者 朱越 高万荣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期114-121,共8页
建立了一套全场光学相干层析(FFOCT)系统,以实现对生物组织和细胞的高分辨层析成像。该光学系统基于Linnik干涉显微结构。不同于现有FFOCT系统采用光纤束照明方式,采用卤钨灯照明和大数值孔径显微物镜成像,压电陶瓷(PZT)移相,面阵电荷... 建立了一套全场光学相干层析(FFOCT)系统,以实现对生物组织和细胞的高分辨层析成像。该光学系统基于Linnik干涉显微结构。不同于现有FFOCT系统采用光纤束照明方式,采用卤钨灯照明和大数值孔径显微物镜成像,压电陶瓷(PZT)移相,面阵电荷耦合器件(CCD)采集干涉信号,由5步移相算法获取层析图,最终合成三维图像。对整套系统的性能进行了详细的阐述与分析,并通过对洋葱表皮细胞和盆栽树叶的光学层析实验,验证了本系统的可行性和精确度。通过对集成电路内部芯片(英特尔奔腾4,横向分辨率达0.8μm)成像,证明了该系统的分辨率可达到0.7μm×0.5μm(横向×纵向)。提出的系统分辨率高、成本低、结构简单便于调节,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。 展开更多
关键词 成像系统 全场光学相干层析术 移相干涉术 生物组织
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几种任意步距步进相移算法的误差分析与对比 被引量:18
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作者 侯立周 强锡富 孙晓明 《光学技术》 CAS CSCD 1999年第5期7-10,共4页
介绍了到目前为止的几种任意步距步进相移算法,并针对相移干涉仪的两种主要误差———移相误差和探测器非线性误差进行了计算仿真,进而比较分析了它们对这这些误差的抑制能力,其结果可为实际应用合理地选择算法提供理论依据。
关键词 相移干涉仪 步进相移算法 任意步距 误差分析
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超精表面三维形貌相移干涉检测实验研究 被引量:14
4
作者 童晓蕾 李玉和 +1 位作者 林浩山 祁鑫 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第12期65-69,共5页
超精表面检测技术已成为超精密测量技术重要组成部分。本文提出了一种超精表面三维形貌的相移干涉显微检测方法。检测系统引入偏振分光棱镜,建立相移检偏干涉与三维形貌重构模型,采用四帧相移与轮廓中线法进行相位与粗糙度参数计算。编... 超精表面检测技术已成为超精密测量技术重要组成部分。本文提出了一种超精表面三维形貌的相移干涉显微检测方法。检测系统引入偏振分光棱镜,建立相移检偏干涉与三维形貌重构模型,采用四帧相移与轮廓中线法进行相位与粗糙度参数计算。编制图像处理与系统测试软件,并对标准样品进行实验,结果表明:样品粗糙度重复测量精度达2.8nm,测试系统具有抗干扰能力强、稳定性好等特点。 展开更多
关键词 相移干涉 粗糙度 三维形貌 超精表面
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基于两步正交相移干涉的振幅图像光学加密技术 被引量:15
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作者 曾大奎 马利红 +1 位作者 刘健 金伟民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期72-76,共5页
提出一种基于两步正交相移干涉的光学图像加密技术.这种相移干涉数字全息只要记录两幅干涉图,不需要记录物光波和参考光波的强度信息,就可以再现没有零级像和共轭像的再现像.物光波对应的光路经过两次菲涅尔变换,并结合双随机相位编码.... 提出一种基于两步正交相移干涉的光学图像加密技术.这种相移干涉数字全息只要记录两幅干涉图,不需要记录物光波和参考光波的强度信息,就可以再现没有零级像和共轭像的再现像.物光波对应的光路经过两次菲涅尔变换,并结合双随机相位编码.参考光分别引入0和π/2相位,用数字化记录介质记录两幅数字全息图作为加密图像.解密时只要获得正确的密钥,经过简单的计算就可以重建清晰的原始图像.模拟实验验证了它的可行性和有效性,分析了抗裁剪和噪音的鲁棒性. 展开更多
关键词 加密 相移干涉 数字全息 菲涅尔变换 随机相位
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移相干涉技术中移相器的自校正方法 被引量:10
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作者 朱日宏 王青 +1 位作者 陈磊 陈进榜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第7期932-937,共6页
移相干涉技术(PSI)是80年代兴起的一门干涉图形自动识别技术,移相器作为移相干涉技术的关键部件其移相误差将直接影响到移相干涉技术的干涉图的识别精度。本文提出了一种移相器的自校正方法,即利用移相干涉仪的自身系统,通过... 移相干涉技术(PSI)是80年代兴起的一门干涉图形自动识别技术,移相器作为移相干涉技术的关键部件其移相误差将直接影响到移相干涉技术的干涉图的识别精度。本文提出了一种移相器的自校正方法,即利用移相干涉仪的自身系统,通过快速傅里叶方法,对移相器进行逐步逼近校正。结合移相式红外干涉仪的研制,给出了一组移相器的自动校正的实验,实验表明,校正后的移相器的非线性误差可由原来的5%降低到0.2%。 展开更多
关键词 移相干涉术 移相器 压电晶体
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相移干涉测量中相移误差的自修正 被引量:14
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作者 赵智亮 夏伯才 +2 位作者 陈立华 张志华 郑万国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1116-1121,共6页
分析了相移干涉测量过程中相移误差产生的原因,研究了基于迭代最小二乘算法的相移误差修正法,实现了任意两幅干涉图间相对移相量的计算和自适应校正。基于光、机、电、算四系统,实现任意步长的3幅以上干涉图像的采集,用迭代最小二乘法... 分析了相移干涉测量过程中相移误差产生的原因,研究了基于迭代最小二乘算法的相移误差修正法,实现了任意两幅干涉图间相对移相量的计算和自适应校正。基于光、机、电、算四系统,实现任意步长的3幅以上干涉图像的采集,用迭代最小二乘法计算任意两幅干涉图间的相对移相量,然后将其闭环反馈至硬件相移系统,自动修正相移步长为给定量的特征相移值,从而完成干涉仪相移误差的自修正。构建了相移误差自校正系统,通过实际干涉测量验证了算法的正确性和相移误差自修正系统的可行性。结果表明,自适应修正后相移量相对误差<5%,面形RMS测量重复性<λ/1 000,实现了高精度、高效率的相移误差自适应修正。 展开更多
关键词 相移干涉测量 相移量计算 相移误差 误差自修正
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波长移相干涉仪的算法研究(英文) 被引量:7
8
作者 于瀛洁 张本好 焦云芳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第6期560-566,共7页
叙述了波长移相干涉仪的基本原理,分析了其特点,对传统硬件移相干涉仪和波长移相干涉仪进行了比较,指出了它们的优缺点和应用范围。以美国NewFocus公司的可调谐半导体激光器为例,简述了实现波长调谐的硬件。文中将波长移相干涉仪算法分... 叙述了波长移相干涉仪的基本原理,分析了其特点,对传统硬件移相干涉仪和波长移相干涉仪进行了比较,指出了它们的优缺点和应用范围。以美国NewFocus公司的可调谐半导体激光器为例,简述了实现波长调谐的硬件。文中将波长移相干涉仪算法分成三类:加权多步波长移相算法、基于傅里叶变换的波长移相算法和多波长算法,对这三类算法进行了较详细的叙述和分析,指出了各自的优缺点和应用范围。基于傅里叶变换的波长移相算法,提出了结合差分运算的适合于台阶测量的新算法,克服了已有算法中需要参考基准和参考面的缺点,提高了算法的实用性。 展开更多
关键词 相移干涉术 波长调谐 移相算法 波长移相干涉仪
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使用改进型科勒照明系统的全场光学相干层析成像系统 被引量:12
9
作者 朱晓萌 高万荣 朱越 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期57-61,共5页
研制了一套基于林尼克干涉仪结构的全场光学相干层析成像(FF-OCT)系统,以获得高质量的全场光学相干层析图像。不同于大多数FF-OCT系统所采用的光纤束照明方式,本系统采用卤素灯作为光源,搭建改进型科勒照明系统进行照明。选用Intel Pent... 研制了一套基于林尼克干涉仪结构的全场光学相干层析成像(FF-OCT)系统,以获得高质量的全场光学相干层析图像。不同于大多数FF-OCT系统所采用的光纤束照明方式,本系统采用卤素灯作为光源,搭建改进型科勒照明系统进行照明。选用Intel Pentium 4处理器芯片作为样品,对其内部结构进行了成像实验,通过四步移相算法根据四幅连续的相移干涉图像获得了样品的层析图像,实验结果证实了成像系统的可行性。使用改进型科勒照明系统的FF-OCT成像系统,与现有的FF-OCT系统相比,结构简单便于制作,且成本低廉,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。 展开更多
关键词 成像系统 科勒照明 光学相干层析成像 移相干涉术
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时频域双重分析法抗干扰移相干涉术 被引量:12
10
作者 王明 郝群 +1 位作者 朱秋东 胡摇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期146-150,共5页
针对移相干涉术易受振动、气流等扰动影响的问题,提出一种时频域双重分析法的抗干扰移相干涉测量方法。采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图上各点时序光强进行频谱的宽带滤波提取到干涉图采集过程中真实的相位变化,对时序的相位... 针对移相干涉术易受振动、气流等扰动影响的问题,提出一种时频域双重分析法的抗干扰移相干涉测量方法。采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图上各点时序光强进行频谱的宽带滤波提取到干涉图采集过程中真实的相位变化,对时序的相位变化信息进行线性统计得到各点初始相位的计算值。在干涉图帧数足够多的情况下,线性统计后随机噪声的影响趋于零,环境振动等非随机性扰动的影响被归结为一个与像素坐标无关的值从而不影响波面形状,因此不影响面形测量精度。通过仿真实验验证了该方法的可行性。将该方法应用在普通实验室条件下的机械式移相干涉测量系统中进行实际的测量,结果与同一个被测件在FISBA干涉仪中的测量结果很好地吻合,验证了该方法的抗干扰能力。 展开更多
关键词 测量 移相干涉术 抗扰动 时频域双重分析方法
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基于一阶泰勒展开式的迭代最小二乘相移新算法 被引量:7
11
作者 郭红卫 陈明仪 韦春龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期72-74,共3页
提出了一种新的最小二乘迭代算法 ,能有效消除因相移器存在导向误差面使相移平面倾斜从而导致的相移误差。当相移器存在的相移误差包括位移误差与倾斜误差时 ,同一幅干涉图诸像素点的相移并不同步 ,但其相移量在同一平面上。求解此平面 ... 提出了一种新的最小二乘迭代算法 ,能有效消除因相移器存在导向误差面使相移平面倾斜从而导致的相移误差。当相移器存在的相移误差包括位移误差与倾斜误差时 ,同一幅干涉图诸像素点的相移并不同步 ,但其相移量在同一平面上。求解此平面 ,即可消除相移误差。通过求解由一阶泰勒展开式得到的线性方程组 ,避免了为求解此平面而求解非线性方程组最小二乘解的过程 ,使算法简化。利用迭代法 ,保证求解的精度。并通过数值模拟 ,验证了这种算法在消除较大的相移器倾斜及位移误差影响上具有良好的效果。 展开更多
关键词 相移干涉术 相移误差 最小二乘解 迭代法 一阶泰勒展开式
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四步相移数字全息干涉术相移提取和物光重建 被引量:10
12
作者 张倩 徐先锋 +2 位作者 袁红光 鲁广灿 焦志勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期139-144,共6页
提出广义相移干涉术中结合广义四步公式改进最小二乘法抽取任意相移进而重建复波的方法。利用广义相移数字全息算法的物波重建公式替代传统最小二乘法来提取参考光相位和重建物体波前,大幅减小迭代循环的计算量。使用该方法,每一次迭代... 提出广义相移干涉术中结合广义四步公式改进最小二乘法抽取任意相移进而重建复波的方法。利用广义相移数字全息算法的物波重建公式替代传统最小二乘法来提取参考光相位和重建物体波前,大幅减小迭代循环的计算量。使用该方法,每一次迭代计算参考相位只需要一个最小二乘法,同时利用物波前重建公式计算物光相位。这种方法的可行性和有效性已被计算机模拟证实。模拟结果表明,相移值抽取误差保持在0.004rad左右,同比传统的四步最小二乘法算法节省大约10倍的计算时间,精度完全满足物波再现要求。光学实验也取得了令人满意的结果。 展开更多
关键词 相移干涉术 相移抽取 物波重建 相位恢复
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用白光相移干涉增大表面形貌可测范围的研究 被引量:3
13
作者 周明宝 林大键 +1 位作者 郭履容 郭永康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1065-1071,共7页
分析研究了白光相移干涉应用于表面形貌测量时表面形貌与干涉图像之间的关系 ,比较了两种不同光谱分布的光束的白光相移干涉特性。依据白光相移干涉中与干涉光强有关的一些特定参量与表面形貌之间的一一对应关系 ,提出了一种不直接测量... 分析研究了白光相移干涉应用于表面形貌测量时表面形貌与干涉图像之间的关系 ,比较了两种不同光谱分布的光束的白光相移干涉特性。依据白光相移干涉中与干涉光强有关的一些特定参量与表面形貌之间的一一对应关系 ,提出了一种不直接测量相位、避开相位测量不确定性的新方法。所提方法扩大了可测深度范围 ,可用于测量面形较陡的连续表面或不连续深结构表面。 展开更多
关键词 相移干涉 表面形貌 测量 白光 干涉法
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基于扩展平均的多步相移算法及误差抑制特性比较 被引量:8
14
作者 高芬 蒋庄德 +1 位作者 李兵 田爱玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期147-154,共8页
为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两... 为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两类算法对相移器移相误差及CCD非线性误差的抑制特性.结果表明:同类算法下,步数越多的算法,对这两项误差的抑制效果越好,但达到一定步数后对测量的影响可以忽略;B类算法具有增强的移相误差抑制能力,在相移不准情况下可优先选用B类算法;A类算法对CCD非线性误差几乎完全免疫,而B类算法受一定CCD非线性误差影响,但对大多数高准确度CCD来说,其在常规检测中的影响可以忽略;由相移噪音引入的随机性测量误差的极大值要略大于相移噪音本身,且不同算法对相移噪音的抑制效果差别不大,因此相移噪音对测量的影响不可忽略.文中给出了不同误差影响下各算法引入波面检测误差的比较数据,研究结果可为实际干涉测量中最适相移算法的使用和选用提供理论指导及数据参考. 展开更多
关键词 移相干涉测量 扩展平均技术 相移算法 波面检测误差 误差分析
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抗振型移相干涉仪中PZT移相器的改进 被引量:4
15
作者 吴栋 朱日宏 +3 位作者 陈磊 何勇 王青 高志山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第6期567-571,共5页
结合移相式干涉仪主动抗振技术,提出对普通PZT光学移相器进行机械结构的优化,改善其机械响应性能并保证有足够的位移量。作为机电反馈式干涉仪抗振系统的核心部件,改进后的PZT构件用于干涉仪的移相驱动,同时又用作光学相位调制器和振动... 结合移相式干涉仪主动抗振技术,提出对普通PZT光学移相器进行机械结构的优化,改善其机械响应性能并保证有足够的位移量。作为机电反馈式干涉仪抗振系统的核心部件,改进后的PZT构件用于干涉仪的移相驱动,同时又用作光学相位调制器和振动补偿器。经移相干涉仪的在线测量,PZT移相器达到了1000Hz(振动幅度为λ/2)以上的时间响应速度并获得了6μm左右的位移量,满足了干涉抗振系统的需要。 展开更多
关键词 移相干涉术 主动抗振 PZT移相器 时间响应 位移 抗振型移相干涉仪
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相移干涉术及广义相移数字全息干涉术 被引量:6
16
作者 蔡履中 《大学物理》 北大核心 2008年第9期43-46,54,共5页
在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提... 在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提取算法.从一个侧面沟通了基础光学与近代光学之间的关系. 展开更多
关键词 相移干涉术 广义相移干涉术 数字全息 波前再现 未知相移盲取
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一种新的移相干涉技术 被引量:6
17
作者 曹根瑞 梅文辉 王晓晖 《光学技术》 CAS CSCD 1996年第1期2-7,共6页
本文提出了一种对连续采得的大量移相干涉图通过干涉条纹光强定标或傅里叶变换方法求出被测波前相位分布的新的移相干涉技术。此技术充分利用了近代计算机和CCD数字图像处理技术的新成果,不仅可使干涉仪的硬件系统简化,成本降低,... 本文提出了一种对连续采得的大量移相干涉图通过干涉条纹光强定标或傅里叶变换方法求出被测波前相位分布的新的移相干涉技术。此技术充分利用了近代计算机和CCD数字图像处理技术的新成果,不仅可使干涉仪的硬件系统简化,成本降低,还可明显提高仪器的抗干扰能力,促进移相干涉技术的普及和推广应用。 展开更多
关键词 移相干涉技术 图像处理 干涉仪
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一种新的相移点衍射干涉仪系统误差标定方法 被引量:8
18
作者 刘克 李艳秋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2923-2927,共5页
相移点衍射干涉仪利用测试波和参考波的横向错位产生载波干涉条纹,因此测量结果中必然引入一定的系统误差。在分析相移点衍射干涉仪主要系统误差源的基础上,提出了一种新的系统误差标定方法,即旋转光栅法。该方法根据光栅在正交方向上... 相移点衍射干涉仪利用测试波和参考波的横向错位产生载波干涉条纹,因此测量结果中必然引入一定的系统误差。在分析相移点衍射干涉仪主要系统误差源的基础上,提出了一种新的系统误差标定方法,即旋转光栅法。该方法根据光栅在正交方向上的两次测量结果,利用泽尼克多项式在单位圆域的正交特性和奇偶对称性质即可标定干涉仪的系统误差。可见光波段的标定实验结果表明,系统的几何彗差为-0.116λ,与理论计算结果-0.133λ基本一致,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 光学测量 光刻 移相干涉术 点衍射干涉仪 系统误差标定
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基于光纤法布里-珀罗传感的高速气流测量系统 被引量:7
19
作者 王超 张学智 +3 位作者 江俊峰 刘琨 王双 刘铁根 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期93-99,共7页
针对水利枢纽高速气流的流速测量需求,提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)传感技术的湍流流速测量系统。该系统由风速测量探头和偏振低相干干涉解调单元组成,利用两支F-P传感器检测流场的压力和温度变化,以实现流速的计算。通过追踪单... 针对水利枢纽高速气流的流速测量需求,提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)传感技术的湍流流速测量系统。该系统由风速测量探头和偏振低相干干涉解调单元组成,利用两支F-P传感器检测流场的压力和温度变化,以实现流速的计算。通过追踪单个条纹的峰位置和七步相移法,对低成本线阵CCD采集到的干涉信号进行高精度解调。在温度为20~40℃和压力为98~110 kPa的环境下对两支传感器进行标定,用于滞止压力测量的传感器的压力绝对误差小于0.018 kPa,用于流场温度测量的传感器的温度绝对误差小于0.08℃。利用该系统进行了速度为9.3~93 m/s的气流检测,流速绝对误差小于0.49 m/s。实验结果表明,该系统可以实现高速湍流的流速测量,成本低,有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感器 法布里-珀罗 低相干干涉 相移干涉法 流体测量
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基于二维傅里叶变换的单帧干涉图相位提取方法 被引量:7
20
作者 单小琴 朱日宏 李建欣 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期802-808,共7页
针对大口径光学元件干涉测试过程中,测试装置和干涉腔长较大,气流扰动和环境振动对移相测试过程产生影响等问题,采用一种基于二维傅里叶变换的单帧干涉图处理方法,只需要对一幅空间载频干涉条纹图进行处理即可获得待测相位,具有抗振测... 针对大口径光学元件干涉测试过程中,测试装置和干涉腔长较大,气流扰动和环境振动对移相测试过程产生影响等问题,采用一种基于二维傅里叶变换的单帧干涉图处理方法,只需要对一幅空间载频干涉条纹图进行处理即可获得待测相位,具有抗振测试的优点。对该方法的基本原理和算法过程进行分析,并对近红外大口径移相平面干涉仪中600mm口径的光学平晶进行了面形测试。实验结果表明:采用该方法所得波面峰谷值(PV)为0.112λ,波面均方根值(RMS)为0.014λ,与移相算法所得波面数据相比,波面峰谷值偏差不到(1/500)λ;波面均方根值(RMS)偏差几乎为零。 展开更多
关键词 移相干涉 相位提取 干涉图 傅里叶变换
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