利用数字全息干涉术测定物体形变

论文摘要

物体变形测量一直是工程领域中的重要问题。传统的物体变形测量方法精度通常不够高,方法复杂,然而利用数字全息干涉的方法测量具有灵敏度高,设备简单,无损伤待测物体等优点,已在工程上被广泛运用,尤其是测量物体变形方面更具优势。随着电子成像器件和计算机技术的不断发展进步,全息干涉技术也进入了一个新的历史阶断。本文的创新点主要为以下四个方面:（1）用电荷耦合器件CCD（Charge-coupled Device）取代了传统的记录介质,来对所获得的全息图或者全息干涉条纹图进行记录;（2）再现时将电寻址液晶EALCD（Electrical Addressed LiquidCrystal Display）与计算机接口相连接,并将其准确复位在CCD记录全息图时的位置,将第一步所获得的全息图或全息干涉图输入EALCD;（3）将数字图像处理技术应用于数字全息干涉测量中,以提高全息图或者全息干涉条纹图的对比度;（4）运用四个干涉图法原理,成功获得物体三维变形图。在实验中,实验物体为一毛钱硬币,对其分别进行了菲涅耳全息图和像面全息图的记录与再现,并通过数字图像处理技术对图片进行了处理,最终获得了清晰的再现像和干涉条纹。同时,运用基于位相移法的四个干涉图法,从宏观上得到了物体的三维形变图。实验结果表明,将CCD和EALCD相结合,并结合数字图像处理的数字全息干涉术,用来测量物体形变,该方法简单,快速,可行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 全息术的发展历史
• 1.2 数字全息术的基本特点
• 1.3 数字全息术在国内外的研究现状
• 1.4 全息图的分类
• 1.5 本论文研究的目的和意义
• 1.6 本论文的研究内容
• 第二章 数字全息术的理论基础
• 2.1 衍射光学
• 2.2 光学全息的基本理论
• 2.3 数字全息的基本理论
• 2.4 双曝光全息干涉术的基本理论
• 2.5 本章小结
• 第三章 CCD和 EALCD在数字全息干涉术中的应用研究
• 3.1 CCD的工作特性
• 3.2 CCD的饱和特性
• 3.3 CCD的量化精度分析
• 3.4 EALCD的结构原理
• 3.5 电寻址液晶的光学调制特性
• 3.6 EALCD和 CCD的参数匹配分析
• 3.7 小结
• 第四章 物体变形测量的实验系统及结果
• 4.1 数字全息实验系统重要元件介绍
• 4.2 物体变形测量实验系统的总体设计
• 4.3 数字全息实验系统的光路调校
• 4.4 数字全息实验系统实验条件分析
• 4.5 菲涅耳数字全息实验系统
• 4.6 像面数字全息实验系统
• 4.7 小结
• 第五章 四个干涉图法在数字全息中的应用
• 5.1 三个干涉图法基本原理
• 5.2 四个干涉图法原理
• 5.3 小结
• 第六章 数字图像处理技术在全息干涉术中的应用
• 6.1 数字图像处理基本概念
• 6.2 常用图像处理算法研究
• 6.3 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献