基于轨迹图像的煤粉颗粒速度和粒径测量

为了开发管道煤粉参数的实时在线测量技术,研究基于粒子轨迹图像的煤粉速度和粒径的测量方法.实验研究煤粉颗粒的光散射特性,获得煤粉颗粒在激光照射下不同方向和不同曝光时间下的成像特点,表明在较长曝光时间下的煤粉轨迹图像清晰可辨,弥补由于煤粉强吸收特性引起的瞬态图像偏暗和模糊的不足,并提出利用煤粉颗粒轨迹图像同时测量煤粉颗粒速度和粒径的方法.利用计算机图像处理方法对实验拍摄的大量煤粉轨迹图像进行识别和计算,获得煤粉颗粒的速度和粒径分布,并与商用PIV系统和Malvern粒度仪所得结果基本吻合.结果表明,所提出的基于粒子轨迹图像的煤粉颗粒测量方法切实可行,为开发廉价实用的煤粉颗粒在线测量系统打下基础.

乙醇喷雾场粒子尺寸和速度的数字全息测量

利用连续波激光器和高速CCD,采用数字同轴全息系统,记录了乙醇喷雾粒子场全息图.对粒子场再现像进行聚焦像合成,自适应滤波、二值化、Roberts边缘提取,Hough变换和亚像素精度计算,得到粒子的直径和位置信息.利用两次曝光记录的两个序列全息图得到粒子位移,进而求得粒子的运动速度,给出了实验结果.研究结果表明,该实验系统可用于内燃机喷雾场测量,且具有光路系统简单、成本低等特点.

数字图像处理在激光全息中的应用

本文主要介绍了利用计算机生成的数字图像代替传统的三维立体模型作为全息拍摄对象的方法。从数字图像的全息记录原理出发,讨论了数字图像的分辨率及设计方法问题。

拍摄脉冲全息肖象母版的研究

本文介绍了我们在拍摄脉冲全息肖象母版方面的研究工作．讨论了拍摄工作中所需要特别注意的若干问题．如：人眼安全、对易律失效、消除双频条纹、如何获得高亮度图象等问题．此外，还介绍了我们拍摄脉冲全息母版时，在未使用Q开关的情况下，同样获得了高质量全息肖象母版的经验．

一种消除数字离轴全息零级像的实验方法

提出一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 这种方法是将全息衍射光栅作为分光元件 ,形成数字离轴全息记录系统 ,通过调节记录光路系统中平面镜 ,改变物光波到达CCD的入射方向而引入相移 ,从而得到不同记录参数的全息图 再通过对不同记录参数全息图的数字处理 ,即可达到零级像消除的目的 ,并对这种方法进行了理论分析和实验验证 给出了利用这种方法获得的实验结果 实验结果证明了该方案的可行性 ,并且具有光路系统简单。

由于介质收缩导致的多色反射体全息图衍射光角度偏离的修正

在制作多色反射体积全息图时，由于化学处理导致的记录材料收缩，不仅改变衍射光的波长，也改变衍射光的角度，并且记录材料的收缩程度不同，衍射光波长和角度改变量也不同． 本文报道一种方法，即通过调节记录时的参考光入射角，修正全息记录和处理过程中产生的衍射光角度的偏离，使一块干版上记录的多色反射体积全息图在同一方向再现． 这种方法，还可应用于在处理过程中有厚度收缩的其他全息记录材料．

同轴数字全息用于粒径测量的影响因素分析

采用同轴数字全息技术测量研究粒子场,其高分辨力的再现像和粒径高精度测量受到诸多因素的影响。本文简要介绍了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子直径测量中的应用,主要通过计算机仿真研究了记录距离和粒子浓度这两个因素对粒径测量精度的影响,给出了记录距离的范围,同时提出了基于灰度梯度提取粒子边缘进行粒径测量的方法,并通过实验进行了验证。

全息照片木纹噪声的产生与抑制

本文指出全息照片的木纹噪声，是由于记录干版的两端面不平整度而引起的。它的存在严重地干扰了显示全息的图像（无论彩虹全息和体积反射全息），故必需给予抑制。文中还详细讨论了拍摄不同全息照片时，所采用的不同抑制木纹噪声方法。

全息照相再现成像的深入研究

运用全息照相的基本理论，对全息再现成像的各个细节进行了大量的实验与深入的分析，发现并解释了过去文献中没有记载过的现象，总结了一套具有实用价值的全息再现成像的分析方法及差别规则．对于用同波长光再现，主要结论如下：１．“＋１”级衍射光只能成虚像，像的大小与再现光源的位置有关；２．“－１”级衍射光可成实像，也可成虚像．成像情况下再现光源、参考光源和被摄物到干板的距离有关；３．细光束“－１”级衍射光可成实像也可成虚像。

HfO_2在CHF_3,Ar和H_2的感应耦合等离子体中的刻蚀行为

通过改变偏压功率和气体气压的宏观条件 ,利用CHF3 ,Ar和H2 的感应耦合等离子体 (ICP)对HfO2 和RZJ 30 6光刻胶进行了刻蚀选择性实验研究。结果表明 ,HfO2 与等离子体化学相互作用的刻蚀产物属于非挥发性的 ,容易造成边墙的堆积而形成“驼峰”形 ,因而需要借助于Ar+ 的辅助轰击来消除边墙堆积 ,典型的HfO2 /光刻胶的刻蚀选择比在 0 2～ 0 .5之间。在射频源功率 4 0 0W、气压 0 5Pa、射频偏压 - 4 0 0V、流量比为Ar∶CHF3 ∶H2 =4 0sccm∶18sccm∶2sccm的优化条件下 ,利用感应耦合等离子体刻蚀特性 ,对光刻胶作为掩膜的HfO2 /BK7玻璃进行刻蚀 ,扫描电镜的测试结果表明 ,光栅的图形转移效果较好。红外激光波长为 10 6 4nm时 ,所测得的光栅二级衍射效率在 71%以上。

小波尺度参数对粒子场数字全息重建图像的影响

在小波尺度参数取值范围研究的基础上,探讨了小波尺度和粒子衍射波尺度的关系(即衍射波覆盖率),深入研究了小波尺度对重建图像分辨率、景深、信噪比以及粒子图像灰度分布的影响.研究结果表明:当小波函数尺度能够覆盖颗粒衍射波的中心和二环区域时,重建图像的分辨率高、景深小和信噪比高,否则,重建图像质量将无法保证.但是,较大的小波尺度将使重建图像的灰度分布在光轴方向产生振荡,不利于颗粒的空间定位.

模压全息图母版的拍摄研究

目前拍摄模压全息母版用的记录材料都是光刻胶．本文从它本身的特点（灵敏度低，浮雕型相位光栅和拍摄对象是散射物体等）出发，指出要拍摄出质量好的光刻胶母版应当注意到的问题．诸如拍摄参数的选择应同时考虑到衍射效率和信噪比、照明的均匀性问题、逆共轭光再现、消偏振、相干长度、外界振动对拍摄的影响问题．通过分析表明高质量的全息图不可能靠延长曝光时间来获得，使用相干性好的大功率激光束来拍摄，是非常有必要的．

基于4f系统的数字全息表面三维形貌恢复技术

提出一种用于表面三雏形貌恢复的数字全息显微方法．通过记录经4f系统放大的物体实像的离轴菲涅尔数字全息图,由数字再现技术获得物体的放大像,由此计算出物体相位反差像,从而得到物体的微现形貌.实验结果表明当物体位于4f系统的前焦面时,可以消除相位信息中的附加相位因子,不需相位补偿即可获得准确的表面三维形貌信息．

大幅面大场景全息照相

分析了制作大幅面大场景激光再现全息图对激光器及光路布置、记录介质、化学处理等方面的特殊要求 ,用自制的颗粒平均尺寸为 2 0nm的超细颗粒卤化银全息干板及带标准具的氩离子激光器 ,对场景面积达 1 60× 1 80cm的苏州工业园区等模型作全息记录 ,经适当曝光和化学处理 ,制得了幅面达 50× 40cm ,且具有较高衍射效率和较低噪声的透射全息图。将全息图安装在专门设计的紧凑装置上 ,用 70mW绿光二极管激光器照明再现 ,在北京展览馆建国五十周年成就展江苏馆展出时 ,获得了令人满意的视觉效果。

光电子全息的计算机模拟和数值重现

Ｘ射线被原子的芯能级吸收后，激发产生的光电子波在传播过程中被周围的原子散射，同源产生的带有周围原子结构信息的散射波（物波）与未被散射的光电子波（参考波），具有良好的相干性，这两列波的衍射图即是光电子全息图。通过重现全息图，可重构三维空间原子像，获得原子级分辨率的三维结构信息。采用合理的物理模型，对ｃ（２×２）Ｓ／Ｎｉ表面中Ｓ原子、金属Ｃｕ原子以及ＹＢＣＯ原胞中的Ｃｕ２原子近邻的一些原子簇，进行了光电子全息产生过程的计算机模拟。全息重现则采用数值重现的方法。

同轴数字全息中粒子轴向的精确定位

为了减小由于同轴数字全息系统的较大焦深而导致粒子的轴向深度定位具有的不确定性,本文提出了一种用于粒子轴向精确定位的基于最大梯度的自动聚焦算法。自动聚焦算法对包含粒子的对焦窗口中求出任意可能方向的梯度,比较后得到最大的梯度,利用最大的梯度作为最后的结果,其它的则丢弃。同时,考虑到自动聚焦算法的精确度和算法的稳定性,再引入阈值参数,利用这个阈值可以很好地滤除粒子再现像中的背景信息和噪声带来的干扰。经实验表明,该算法具有较好的单峰性和稳定性。

基于数字全息术的粒子定位测量

将数字全息术应用于粒子场测试,数字全息术中采用电荷耦合成像器件CCD记录全息图,采用计算机模拟再现所记录的粒子场中粒子的一些定量信息.阐述了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子定位测量中的应用,并进行了计算机仿真与实验研究,证明了该方法的适用性.

数字离轴全息实验系统及其零级像分析

针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题,提出一种数字离轴全息记录系统.该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统,利用光栅衍射的0级和+1/-1级形成离轴全息记录光路,同时对再现像中零级进行了理论分析,并进行实验研究.实验结果证明了该系统的可行性,并且具有光路系统简单、操作容易等特点.

彩虹全息图的假彩色编码方法

本文在三基色原理的基础上，分析了在彩虹全息术中的两种假彩色编码方法——多狭缝假彩色编码方法和参考光假彩色编码方法。

离轴数字全息零级像和共轭像的消除方法

为了提高离轴数字全息图的再现像质量,提出了一种消除离轴数字全息零级像和共轭像的方法。该方法通过对参考光进行一次π相移、记录两幅全息图,对两幅全息图作差后进行傅里叶变换,结合频谱滤波的方法用矩形窗函数从中滤出包含有物光波频率成分的频谱,然后对其进行数字再现。结果表明,在零级像和±1级像有重叠的情况下,该方法能有效地消除零级像和共轭像的干扰,有效提高再现像质量。