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数字全息法测量离面位移的实验研究

夏海廷  郭荣鑫  樊则斌  单豪良  
【摘要】:数字全息是由Goodman提出的采用数字方式重建物光波前信息的一种方法,其原理与传统全息完全相同,只是用CCD替代了传统的全息干板作为记录介质,并用计算机实现物光的重建。与传统全息相比,数字全息具有操作简便、耗时短、对环境要求低等显著的优点,更为重要的是,数字全息不但可以得到物光的光强信息,还可以获得物光的相位信息,使其测量精度大为提高。近年来,随着计算机技术和CCD技术的迅猛发展,数字全息的实现变得更为容易,因此受到了研究人员越来越多的关注,其应用范围也不断扩展,涵盖了变形测量、流体测量、生物细胞观测、微机电检测等众多领域。本文基于无透镜傅立叶全息法,开发了用于测量物体表面位移的数字全息干涉测量系统,通过对不同时刻物光相位的比较,可以计算得到物体表面的离面位移。针对光强干涉条纹和相位干涉条纹的特点,分别采用对数变换和中值滤波方法进行图像增强处理,可以得到清晰的光强干涉条纹和相位干涉条纹。利用该系统对圆形钢板不同方向旋转时的离面位移进行了实验测量,实验结果验证了该系统测量离面位移的准确性。由于无透镜傅立叶全息法的特点,本文开发的数字全息干涉测量系统光路简单,计算量较小,可以实现对离面位移的快速实时测量。

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