加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用

采用加窗傅里叶变换技术 (GTGM)对变形光栅图像进行分析 在窗口区域内提取基频 ,并随着窗口的移动进行叠加 ,有效地重构出全部的基频信息 ,改善了不同频谱的叠加现象 ,提高测量的精度 .

压缩感知重建离轴菲涅耳全息图

针对基于传统数字全息重建算法对待测物体的不同纵向深度截面进行聚焦重构时,聚焦面物体会受到共轭像及背景离焦物体的干扰,本文提出基于压缩感知理论,构建单幅离轴菲涅耳数字全息图层析成像的算法框架。该方法通过自适应空间滤波技术对全息图进行处理,基于压缩感知理论重构不同纵向深度截面图像,并有效抑制背景离焦物体的干扰,最终达到层析成像的目标。计算机数值模拟以及三维待测物体实验结果表明该方法的有效性和可行性。

载频条纹相位分析自适应滤波器的设计

提出了一种基于统一准则的自适应滤波器的设计算法,并结合空间滤波处理技术及数字图像处理分析技术,根据每一幅光学条纹图像的频谱分布状况,自动提取+1级频谱信息,实现对载频条纹图像的自适应滤波,最终达到自动化数值分析的目标。文中以三维形貌测量为例,首先通过计算机数值模拟,指出分析位相质量与滤波窗口的选择是紧密相关的。而光学条纹图像的频谱分布则因待测物体而异,因此在空间滤波过程中,要针对不同的待测物体对滤波窗口的形状以及大小进行精确选取。文章给出了自适应滤波器精确选取的法则与步骤。最后以三维石膏像为测量物体,给出实验验证,证明该方法的可行性与有效性。

离散栅格Gabor小波变换的尺度参数取值方法

在工程分析中应用离散化的小波变换,通常是在尺度方向上按以2为底的幂级数对尺度参数a进行离散化来得到离散栅格下的小波变换,但实际分析时则往往需要加大尺度方向的栅格密度,以获得细致的分析,而现行的增加密度的方法都具有一定的任意性,为了解决实际工程应用中离散栅格小波变换分析尺度增加密度的不确定性问题,根据小波基在空/时-频平面上的能量分布特性,通过理论推导计算验证,提出了小波变换分析尺度参数取值的理论方法以及尺度参数a的离散化理论取值公式a=1.15na0,同时以3维形貌测量轮廓术为基础,以Gabor解析小波的尺度参数取值为例展开了讨论计算,并给出了Gabor解析小波尺度参数选取的理论公式。从计算机模拟和实验结果可见,该方法根据中心频率对尺度参数a进行取值,能够较好地解决各尺度小波之间的频谱拉距以及混叠现象所造成测量误差。

小波滤波器组在三维轮廓术上的应用

在傅里叶轮廓术中引入小波变换滤波器解析对物体的三维形貌进行测量和分析.采用对数伽柏(logGabor)函数生成一组非线性滤波器对光栅图像进行滤波,从而获得光栅图像的相位信息,以实现全自动化测量和提高测量精度.最后给出模拟和实验结果.

应用二维窗口傅里叶变换实现全息图数值再现

应用二维高斯窗口傅里叶变换对全息图进行局部分析。首先定义二维窗口傅里叶变换,并从理论上证明通过二维高斯窗口傅里叶变换所获得的叠加频谱与傅里叶变换所获得的频谱是一致的。对菲涅尔全息图进行数值再现时,通过提取窗口区域内局部全息图的+1级频谱信息,并随着窗口中心在整幅全息图上逐点移动,将窗口傅里叶变换局部分析所获得的+1级频谱叠加求和,可有效地重构出与+1级衍射像相对应的完整频谱信息,在一定程度上改善了0级以及±1级衍射像所对应的不同频谱之间的串扰,提高了再现像的质量。

基于MATLAB实现的数字全息实验系统

全息术是光学信息处理的核心技术之一,也是高校光信息专业教学的核心内容之一.数字全息是普通全息术、数字图像处理技术、光电成像技术相结合的产物.本文结合高校的实际和教学需要,开发出一套基于MATLAB的数字全息的大学本科实验教学系统.通过本系统,可免去传统光学全息中的化学湿处理过程,实现全息记录和再现全过程的教学目的.另外,通过在实验系统中引入光电成像器件以及数字图像处理技术的应用,可实现对光信息专业学生的综合专业技能的培养.

保护层对TbFeCo薄膜磁光性质的研究

利用飞秒时间分辨磁光Kerr光谱技术结合振动样品磁强计(VSM),分别研究了以SiO2为基底无保护层的TbFeCo薄膜以及以SiN为保护层的TbFeCo薄膜的磁光性质。对于无保护层的TbFeCo样品,VSM测量结果发现磁滞回线形状倾斜,且包含面内磁矩;Kerr回线测量结果发现探测脉冲通过表面层所测得的回线形状倾斜而通过基底层所测得的回线形状方正,揭示样品表面发生氧化形成了表面氧化层,而底层由于SiO2基底层的保护作用保持样品原有的磁光性质。对于以SiN为保护层的TbFeCo样品,VSM和Kerr回线的测量结果发现回线形状保持方正,揭示SiN保护层可以防止样品发生氧化而使其保持原有的磁光性质。研究结果对于TbFeCo磁光薄膜的热稳定性保护具有重要意义。

单幅条纹图相位解调的小波分析方法

相位解调是条纹相位分析的关键问题.本文提出一种应用小波频率估计联合频率导数对变形条纹进行瞬时频率分析,从中提取参考基频,从而依靠单一变形条纹实现相位解调的方法.首先,理论上证明了当变形条纹瞬时频率空间导数等于零,该空间点的瞬时频率等于参考基频频率;其次,引入Gabor小波提取变形条纹的瞬时频率空间分布,利用变形条纹瞬时频率的空间导数分布识别提取参考基频,从而实现相位解调.利用该方法进行了三维形貌测量的实验,结果表明该方法在实现相位解调中效果良好.

基于载频条纹相位分析的畸变测量和校正

为了对图像畸变进行测量和校正,利用纵向朗奇(Ronchi)载频条纹作为测量模板,通过成像系统获取畸变光栅条纹.运用傅里叶变换对畸变条纹图像进行频谱分析、滤波提取基频信息,直接从畸变图像的中心无畸变区域提取理想条纹像信息.通过相位分析提取包裹相位并解包,获得畸变光栅条纹的径向畸变相位分布规律.将该分布规律转化为径向位置畸变分布规律,并结合双线性插值灰度重建对畸变图像进行校正.实验结果证明该方法是有效的.

化学溶液沉积法制备铁掺杂镍酸镧薄膜的结构及电学性能研究

采用化学溶液沉积法,在(100)取向单晶硅衬底上制备铁掺杂镍酸镧(LaNi1-xFexO3,LNFeO-x)薄膜,研究了其结构和室温下的导电特性。X射线衍射测试结果表明,经700℃1 h退火的薄膜呈钙钛矿结构,没有可以观察到的杂相生成。薄膜表面平整、致密,没有微裂痕出现。随着铁含量的增加,薄膜电阻率由1.7 mΩ.cm增加到3.9 mΩ.cm。

应用频率积分相位解调测量径向畸变

为了测量光学成像系统的径向畸变,采用载频条纹模板,应用瞬时频率积分法提取因径向畸变而产生的径向调制相位;推导了条纹径向调制相位与瞬时频率的关系式,并导出径向调制相位和径向畸变位移关系;采用小波频率估计提取畸变条纹径向瞬时频率,并对其进行积分获得畸变条纹的径向调制相位;应用径向调制相位和立方卷积插值算法对畸变图像进行了校正,得出了详细的理论分析和实验结果。结果表明,上述方法是可行的。

2维载频条纹傅里叶变换轮廓术

为了在3维形貌测量中解决非连续物体所存在的非连续相位解包问题并提高测量精度,提出采用2维网格光栅作为空间载频条纹的傅里叶变换轮廓术。首先应用2维傅里叶变换对2维光栅条纹图像进行频谱分析;然后设计带通滤波器分离出两个1维变形光栅条纹,在1幅变形网格光栅条纹得到两个1维光栅各自所对应的包裹相位分布;最后应用查表法进行解包得到确定的调制相位分布,给出了详细的理论推导和实验结果。结果表明,采用2维网格光栅+查表相位解包法很好地解决了1维单一频率光栅条纹的低测量精度、1维双频光栅的频率混叠以及3维测量中高度不连续所存在相位解包问题,该方法是可行的。

畸变测量中应用窗口傅里叶变换载频条纹分析

为了测量光学成像系统的径向畸变,提出了基于伸缩窗口傅里叶变换空间载频条纹相位分析的测量新方法。畸变分布测量转化为调制相位测量。首先,将纵向朗奇基准光栅作为模板,通过成像系统成为变形光栅即畸变像。接着采用伸缩窗口傅里叶变换提取畸变载频光栅条纹中心无畸变点的基频和相位信息,获得理想无畸变像的基频成分,然后对变形载频光栅条纹进行频谱分析,滤波提取基频信息、逆傅里叶变换、相位解包,提取径向调制相位分布,计算畸变图像的径向位置畸变分布。最后利用该径向位置畸变分布规律和双线性插值灰度重建对畸变图像进行校正。详细的理论分析和实验结果证明,该方法是可行的。

高精度三维弱磁场测量仪

考虑磁场的空间方向性,设计了高精度三维弱磁场测量仪。测量仪通过采用互相垂直的3对两两配对的集成线性霍尔传感器来获取空间三维磁感应强度信号,通过AT89S52单片机控制,系统可以测量空间中3个互相垂直方向上的磁场的磁感应强度和空间磁场绝对值。磁场测量仪测量精度为0.001mT,测量范围为±2mT,最大测量误差为5μT,具有测量精度高、数字化显示、操作简单、成本低等优点,可应用于高等学校大学物理实验亥姆赫兹线圈磁场测量实验。

多元智力理论在大学物理实验学习评价中的应用

霍华德·加德纳的多元智力理论是影响美国和西方国家教育改革指导思想的一种重要理论.根据多元智力理论分析了学生在大学物理实验学习评价中的智力构成的表现,并据此表现设计实施评价的可行性量表,这将有助于提高实验教学效果.

超高记录密度GdFeCo磁光材料超高速磁存储技术的研究进展

稀土-过渡金属GdFeCo磁光材料由于具有亚铁磁特性,在超快飞秒激光作用下有望实现超高记录密度、超高记录速度的磁存储技术。详细介绍了在飞秒激光作用下,超高记录密度GdFeCo磁光材料应用于超高速磁存储技术的最新研究进展,具体包括飞秒激光辅助跨越磁化补偿点磁化反转,飞秒圆偏振激光全光磁化反转和飞秒激光超快加热全光磁化反转存储技术。

TbFeCo磁光薄膜飞秒激光感应超快磁化动力学研究

利用时间分辨磁光克尔光谱技术,研究TbFeCo磁光薄膜飞秒激光感应超快磁化动力学过程。观测到亚皮秒的超快退磁过程,符合"三温度"模型中由电子-自旋散射引起的超快退磁机制。磁化动力学的激发功率流密度依赖关系结果表明,随着激发功率流密度的增大,超快退磁程度增加和磁化恢复时间延长,符合"三温度"模型的解释。在衬底厚度不同的TbFeCo样品对比实验中发现,同功率流密度激发下衬底较薄的样品退磁程度更高,磁化恢复速率更快。

面向国内电子信息产业创新性电子实验教学的探索与实践

为了适应国内电子信息产业的发展要求,使培养的电子专业毕业生具备较好的创新能力和综合能力,我们针对现有电子专业教学内容和教学模式的不足,积极开展创新性电子实验教学,通过改编实验教材,设计实验内容,创新教学形式,加强师资队伍建设以及结合创新性科技活动等措施,以求培养学生的综合设计与创新能力,使得毕业的电子专业学生能够较好的适应快速发展的电子信息产业技术的需求。

傅里叶变换轮廓术定标实验研究

基于傅里叶轮廓变换术,研究对三维相位图进行定标,即标定调制相位与高度的定量关系的方法.首先,推导实验用的高度与调制相位的定标公式;然后,使用周期为3个像素的光栅条纹,以高度间隔分别为50μm,1 mm,2 mm,5 mm进行定标实验,并应用定标公式对沿高度方向的包裹相位进行解包.