光纤散斑干涉技术及在光学图像加密中的应用

论文摘要

电子散斑干涉技术（ESPI）在理论和实用领域均有新颖和独到之处,有着很好的应用前景。散斑干涉技术的应用研究在国内尚处于起步阶段,能用于工程实用的产品还是空白。论文介绍了一套光纤散斑干涉系统的设计及应用,并提出一种用散斑干涉原理进行光学加密的方法。基于ESPI原理,论文吸收了光纤通讯、图像处理和位相检测的技术成果,设计出一套光纤散斑干涉应用系统,该系统综合了四种光路,可分别用于粗糙表面离面/面内位移和形变的定性检测与精确定量测量。已建成光路的实验数据显示出良好的效果。本文提出了基于正态散斑干涉的双随机幅-相编码光学加密技术,模拟实验显示该方法具有不错的光学系统的容偏能力,加密维度和密钥灵活性。论文最后总结了研究工作的收获,提出了一些改进光纤散斑干涉计量系统的方法,对该系统的升级和应用前景作了展望。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 导言
• 1.1 本课题背景及研究目标
• 1.1.1 激光散斑——信息的载体
• 1.1.2 散斑技术的起源和发展
• 1.1.3 光纤技术的发展及应用
• 1.1.4 光纤散斑计量技术
• 1.1.5 光学图像加密技术
• 1.1.6 其他相关技术
• 1.2 立题意义及完成的主要工作
• 第二章 光纤散斑干涉计量理论基础
• 2.1 光的干涉及全息原理
• 2.1.1 光的干涉原理
• 2.1.2 全息照相原理
• 2.2 散斑计量术
• 2.2.1 激光散斑的基本性质
• 2.3 电子散斑干涉计量
• 2.3.1 电子散斑测量原理
• 2.3.2 离面位移测量原理
• 2.3.3 面内位移测量原理
• 2.4 光纤的基本特性
• 2.4.1 光纤的结构与种类
• 2.4.2 光纤中光的传播原理
• 2.4.3 光纤的模式
• 2.4.4 光纤的耦合
• 第三章 光纤散斑干涉计量系统设计方案及应用
• 3.1 两种散斑干涉计量光学实现方法
• 3.1.1 参考束型信息记录方法
• 3.1.2 双光束型信息记录方法
• 3.1.3 数字散斑干涉计量及计量信息的表征
• 3.2 光纤散斑干涉计量光路设计
• 3.2.1 测量离面位移与形变的实用光路设计与操作原理
• 3.2.2 测量面内位移与形变的光路设计与操作原理
• 3.3 器件与控制系统配置
• 3.4 实验结果及散斑图像分析
• 3.4.1 毛玻璃板绕轴旋转实验
• 3.4.2 实验数据后期图像处理
• 3.5 相移技术和位相检测
• 3.5.1 相移技术原理
• 3.5.2 光纤位相检测光路设计
• 3.5.3 位相检测系统配电设计
• 3.5.4 位相检测算法
• 3.6 系统特点
• 小结
• 第四章 基于正态散斑干涉的双随机幅-相编码光学加密技术
• 4.1 引言
• 4.2 基于正态散斑干涉的光学加密原理
• 4.2.1 正态散斑的形成
• 4.2.2 加密原理
• 4.3 基于正态散斑干涉的光学加密计算机仿真实验结果及讨论
• 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 散斑干涉计量应用展望和对下一步工作的建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要