用脉冲激光同轴全息技术测量微射流

用脉冲激光同轴全息技术建立了全息照相系统和高精度同步时序系统,获得了采用爆轰加载产生高速运动的微射流全息图,并再现出微射流的全息像,得到粒子的大小和分布情况,从图像处理得到粒子尺寸的统计结果表明,最大尺寸在300μm左右,最小尺寸在30μm左右。证明了研制的全息系统和测试技术可以测量高速的微射流场。

用高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流

针对强冲击载荷下金属材料的微物质喷射中微射流的实验研究,提出了高速摄影与脉冲同轴全息照相联合诊断的测试方案,并组建了由微射流产生装置、高速摄影系统、脉冲同轴全息照相系统和高精度时序控制同步系统组成的测试系统。动态实验结果表明,高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流能在一次实验获得微射流的发展图像和微射流头部低动态模糊图像。

测量粒子场的红外激光同轴全息技术

采用同轴全息技术诊断粒子场时,粒子尺寸过小会影响再现粒子统计的精度,而粒子场分布密度过大会影响全息图像的记录质量。针对可见光同轴全息中出现的微小粒子分辨和光透过率弱等问题,提出采用红外激光进行粒子场诊断的方法。数值模拟了红外激光与绿光激光记录小粒子的情况,分析结果显示:红外激光将小粒子的再现像放大,信息光增强,有利于小粒子的记录;实验验证了红外激光透过高密度物场的能力明显高于绿光激光。从而表明采用红外激光同轴全息技术进行小尺寸、高密度粒子场的实验诊断具有一定的优势。

高通滤波法数字重现同轴全息图

提出并实现了高通滤波法重现同轴全息图，消除孪生象的影响。详细解释了这种方法的原理。通过数字模拟。

用阈值函数分析粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响

用阈值函数分析了粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响,从理论上得到了非线性记录影响粒子场同轴全息再现像的模型,并数值模拟了不同形状粒子在非线性记录下的再现像,得到再现像出现了边缘剪切效应.实验验证了数值模拟的结果,完善了粒子场同轴全息理论,并为粒子场同轴全息图像处理提供了光学产生边缘剪切效果,节约了图像处理的时间.

汽油机雾化品质的同轴全息测量

汽油机雾化品质的同轴全息测量宋永臣乔信起王志刚高希彦刘卫国陈家骅（大连理工大学）引言如何提高内燃机的经济性与动力性，降低其噪音与排放污染，是内燃机研究的永久性课题。研究证明，燃油的雾化品质对内燃机的经济性与排放有着重要的影响。因而关于雾场粒子分布的...

数字同轴全息油液磨粒形貌检测技术的研究

提出一种基于数字同轴全息三维成像理论的油液磨损颗粒检测新技术,该技术同时具有颗粒计数、颗粒成像及形态、形貌识别分类等功能,可为基于油液分析的机械设备状态监测和磨损故障诊断提供新的检测手段。对数字同轴全息用于油液磨损颗粒检测的原理、特点及系统软硬件组成等进行了详细介绍,并进行了实验验证,实验结果证明了该技术的可行性。

非线性记录对粒子场同轴全息再现像的影响

推导粒子场同轴全息非线性记录对再现像影响的公式,模拟了不同形状粒子在非线性段记录时再现像。实验上得到非线性记录下不同形状粒子的再现像,验证了数值模拟结果。

数字像面全息与同轴全息实验研究

通过采用数字像面全息与同轴全息技术拍摄透明物体以及不透明物体的全息图,并在计算机上再现。结果表明,当记录较小物体的全息图像时像面全息技术更加合适。

基于频域变密度减采样的无放大同轴全息图的压缩传感层析重建

将频域变密度减采样应用于无放大同轴全息图的压缩传感层析重建当中,旨在于从无放大同轴全息图的频域中提取少量信息,实现全息图频域少量数据的压缩传感层析重建。首先,理论介绍了三种变密度减采样法与全息图压缩传感重建相结合的原理,三种变密度减采样分别是射线分布、螺旋线分布以及指数分布变密度减采样;其次,分别开展了仿真实验和测试实验,分析了与压缩全息相结合的三种变密度减采样方法的重建质量。由实验可知:(1)能够通过三种变密度减采样实现全息图频域少量数据的提取;(2)随着采样率的增大,变密度减采样获得的全息图频域少量数据的压缩传感层析重建质量不断提高;(3)在采样率小于50%的情况下,指数分布减采样具有比另外两种减采样方法获得更高的重建质量(例如低采样率15%,指数分布减采样比另外两种方法的效果更为明显);(4)在采样率大于50%的情况下,三种减采样模式所获得数据的层析重建质量较高且基本相一致。

放大同轴全息图压缩传感层析重建

文中对放大方式下同轴全息图压缩传感重建开展了实验研究,目的是实现分层物体放大方式下的同轴全息图的层析重建。首先,对同轴全息图压缩传感重建进行了理论介绍,并给出了实现步骤,包括全息图频域减采样模式、两步迭代算法流程等;其次,建立了点源放大同轴全息图记录实验系统和显微物镜放大同轴全息图记录实验系统,以双层样本为例开展了实验工作,所记录的同轴全息图基于压缩传感理论进行了层析重建,同时基于传统的卷积算法也进行了反衍射重建。实验结果表明:两种放大方式下获得的全息图,通过压缩传感层析重建技术能够实现物体的层析重建,并且比传统卷积反衍射重建具有更好的结果,显示了压缩传感层析重建的能力和优势。

粒子场同轴全息图中对比度与再现像关系的讨论

本文以同轴全息中的比较典型的四种截面的粒子（－维线形、正方形、长方形圆形）为例，从理论上推导了这国种截面粒子的全息图对比度与远场数的关系，并做出对比度随远场数变化的曲线图。对照数值模拟得到的再现平面上的光强分布，分析照相系统对全息图的对比度的记录能力以及洗像过程对全息图信息的丢失程度的综合影响，以达到为优化照相条件和改善洗像工艺提供理论模型的目的。

单幅同轴全息图两步迭代收缩重建

利用压缩传感理论中的两步迭代收缩重建算法,开展单幅同轴全息图重建实验研究,实现单幅同轴全息图共轭重建像的消除并克服数字全息技术在轴向聚焦平面识别能力的不足。以数字图像和标准分辨率板为记录物体,比较分析了基于两步迭代收缩算法和菲涅尔近似衍射重建算法的重建质量;以两根裸光纤为实验样本,分析了两步迭代收缩重建算法对记录物体轴向不同焦平面的识别能力。实验结果表明两步迭代收缩重建算法可得到清晰度高于68.73%的重建信息,同时对直径为125μm的两根光纤在9mm的轴向间距条件下,显示出了比全息菲涅尔近似算法更好的聚焦平面识别能力。这一轴向聚焦识别能力有助于数字全息技术应用于功能材料梯度参数或功能涂层光学器件涂层厚度检测。

同轴全息诊断微喷物的密度控制装置

针对利用激光同轴全息技术诊断冲击加载下金属材料微喷场的过程中．材料喷射密度过大或喷射面积过大等因素导致激光无法穿透微喷场．从而影响微喷粒子的全息图记录和再现等情况．提出了2种密度控制方法并设计了相应的控制装置，在实验中使用取得了显著的成效，获得了铅、锡等材料微喷粒子场的全息图．通过再现处理给出了微喷粒子的空间分布、大小、数量等统计信息。

微小刀具同轴全息对刀方法研究

针对现有对刀方法存在的各种不足,提出了一种微小刀具的同轴全息对刀方法。在对全息成像原理和全息图像关键问题进行研究与分析的基础上,搭建了一套微细铣刀的全息对刀检测装置,并利用标准刀具在五轴加工中心进行了微细铣刀的对刀测量试验。试验结果表明:该对刀装置能够高效地进行微细铣刀的对刀检测,系统相对检测精度达5.1μm。在相同检测条件下,与高精度机外预调仪的测量结果相比,接触式对刀仪的相对误差为0.033%,而全息对刀样机的相对误差为0.007%,后者更能有效地实现微小刀具的对刀检测。该结果验证了微小刀具的同轴全息对刀方法的可行性,即全息测量可用于微细铣刀的高精度对刀。

远场法重现近场同轴全息图

采用近场方式记录的同轴全息图重现时受孪生像的影响比较严重；采用远场方式记录的同轴全息图重现时几乎不受孪生像的影响．为了提高成像分辨率，人们采用近场方式记录软Ｘ射线同轴全息图．本文利用计算机实现近场全息图的远场法重现．模拟实验证实了方法的可行性．

测定三维折射率场的同轴全息层析方法

本文在离轴全息层析的基础上,提出将同轴全息与光学共焦及光电探测相结合、以光散射介质三维折射率分布为检测对象的相干层析检测方法.与离轴全息层析相比,同轴全息层析也是微分干涉分析思想的一种实现形式,其主要特点是,光路系统简单,扫描探测点的几何定位比较准确,容易达到较高的折射率测量精度.文中对同轴全息层析的测量原理、光路系统设计、实验方法以及定量分析等做了介绍.对全息层析的几个有关问题做了进一步的分析探讨.

高功率激光对激光同轴全息测量粒子场的影响

在激光同轴全息测量粒子场的实验中，经常使用的光学传像系统能起到扩大工作距离和调整测试系统空间分辨率的作用。但是在利用高功率脉冲激光作为照相光源时，经传像系统传像后的夫朗和费全息图上所记录的粒子中心出现了由暗纹变成亮纹的反常现象。产生这种现象是由于激光经传像系统实焦点处聚焦击穿空气产生等离子体，等离子体吸收物场的参考光，导致参考光无法到达干板上与物光产生干涉。针对此问题提出了对传像系统实焦点抽真空的方案，解决了该问题，得到了理想的全息图。

同轴全息粒径测量的仿真研究

采用同轴数字全息术和数字图像处理技术相结合的方法对粒子场中的粒径进行测量.阐述了同轴数字全息术的基本概念和原理,确定了粒子的边界并测量了粒子的尺寸,并针对一个粒子和多个粒子的情况进行了仿真实验研究.实验结果表明,测量的相对误差均在8%以内.

均匀球面波数字同轴全息生物显微方法

传统的小孔球面波数字同轴全息受小孔的不确定度影响,成像质量并不理想。本文提出一种产生均匀球面波得到宽视场高分辨的显微成像方法。激光经过扩束镜、显微物镜后聚焦成一个极小的光斑,调节针孔阵列与焦点的距离,针孔直径与焦斑相配形成理想球面波。照明被测物后,透射球面波和物体散射的物光波形成干涉条纹,由大靶面图像传感器采集。载物与不载物的图像相减去掉脏点和杂光干扰。菲涅耳逆变换重构算法恢复物体信息。生物实验证明,均匀球面波数字同轴全息能够获得高质量显微成像,视场范围3.22 mm×3.22 mm,分辨率5.09μm,其快速、非接触、灵活的放大倍率可广泛应用于光学元件检测、材料识别、生物医学领域。