数字全息三维形变测试

论文摘要

数字全息技术通过将现代传感技术与计算机技术融入全息术,不仅实现了全息全过程的数字化,而且为全息干涉测量技术的发展和应用开辟了广阔的前景。本论文将双曝光干涉法与像面全息、菲涅耳全息相结合完成了对物体形变的测量。双曝光全息干涉术第一次曝光记录物体形变前的全息图,第二次曝光记录物体形变后的全息图,通过计算机将两幅全息图数字叠加,然后编程实现数字再现即可获得物体形变前后两支物光波的干涉条纹,通过判读干涉条纹即可计算出物体的形变量。数字再现技术可以不受实验条件的限制,只要记录了数字全息图,随时随地都可以进行数字再现,为实验研究带来了极大的方便。本文以CCD为记录元件,通过计算机仿真实现全息的数字再现并通过数字图像处理技术对所采集的全息图进行滤波,提高了图像的清晰度。菲涅耳全息获得了比较清晰的干涉条纹,计算出了物体的形变量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 数字全息的发展
• 1.2 数字全息的应用
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本论文的主要研究内容及研究目标
• 第二章 数字全息理论基础
• 2.1 菲涅耳衍射
• 2.1.1 标量衍射理论分析
• 2.1.2 角谱衍射理论分析
• 2.1.3 菲涅耳衍射的数值计算
• 2.2 光学全息概述
• 2.2.1 波前记录原理
• 2.2.2 波前再现原理
• 2.2.3 同轴全息与离轴全息
• 2.3 数字全息基础
• 2.3.1 数字全息的记录和再现模型
• 2.3.2 数字全息记录
• 2.3.3 数字全息再现
• 2.3.4 CCD记录能力分析及再现像频谱分离研究
• 2.4 全息干涉术的基本原理
• 2.4.1 干涉术概述
• 2.4.2 干涉术的分类
• 2.4.3 双曝光全息干涉术
• 第三章 数字图像处理基础
• 3.1 数字图像处理概述
• 3.1.1 图像的数字化
• 3.1.2 数字图像的表示
• 3.2 主要研究内容
• 3.3 图像处理算法研究
• 3.3.1 直方图均衡化
• 3.3.2 拉普拉斯——高斯算子
• 第四章 全息实验装置及实验光路调校
• 4.1 实验元件介绍
• 4.2 实验条件分析
• 4.2.1 被测物体的实验要求
• 4.2.2 CCD的实验要求
• 4.2.3 光源要求
• 4.3 实验光路总体设计
• 4.3.1 像面数字全息
• 4.3.2 菲涅耳数字全息
• 4.4 实验光路调校
• 第五章 全息实验及实验结果分析
• 5.1 像面全息研究
• 5.1.1 实验及结果
• 5.1.2 原因及解决方法
• 5.1.3 后续工作
• 5.2 菲涅耳全息研究
• 5.2.1 实验及结果
• 5.2.2 物体形变的计算
• 5.2.3 误差分析
• 总结与展望
• 小论文发表情况
• 致谢
• 参考文献