利用正弦光栅探测激光信息的理论研究

利用傅里叶变换理论研究了激光以任意角度入射正弦光栅的夫琅和费衍射,并对衍射图像的相对光强分布进行了分析,得到了零级和正负一级明纹中心位置与入射激光信息之间的关系以及对应的明纹宽度。通过数据处理,反向推导出了入射激光的波长和方向与明纹位置的关系,进而获得了计算入射激光参数的方法。根据计算结果提出了采用CCD观测衍射图像、利用DSP高速采集信号和单片机处理数据的样机设计方案。在对样机各类参数进行了论证的基础上,推算了样机性能。

投影系统中高质量全息正弦光栅的研制

为了解决结构光三维测量系统中对高质量全息正弦光栅的要求,文章提出了一种高质量正弦光栅的制作方法,该方法可以方便地精确调整所需要的条纹频率和在线观测条纹质量;制作的光栅条纹平行度及均匀性好,光栅常数控制精确,而且畸变小,能获得良好的正弦性条纹分布。

利用动态变频正弦光栅图样测量CCD的调制传递函数

提出了一种利用动态变频正弦光栅图样测量 CCD的调制传递函数的方法 .与其他方法相比 ,该方法具有数据处理简单、靶函数的引入无需借助光学系统的特点 .给出了典型的线阵和面阵

严格耦合波方法计算立体正弦光栅衍射效率

为了研究振幅型光栅的衍射效率,运用严格耦合波方法建立立体正弦透射光栅的计算模型。用Matlab软件编程计算衍射效率,并模拟了光栅层附近区域内的光场振幅和相位分布。计算结果表明模型衍射效率与平面的正弦型光栅有差别,其与周期,光栅厚度相关;在一定条件下两者非常接近。

正弦光栅的制作

介绍了一种制作正弦光栅的方法．与常用的马赫－曾德方法相比，该方法具有使用元件少，光路调节方便，所获得的光栅对比度高等优点．

正弦光栅自成像的空间分布研究

菲涅尔衍射和分数傅里叶变换之间存在非常密切的关系 ,而角谱分析方法是计算菲涅尔衍射的一个有效的方法。

用MATLAB模拟正弦光栅的衍射

基于光学理论的抽象性,利用Matlab模拟了正弦光栅的衍射实验,得出正弦光栅和黑白光栅衍射的区别在于孔径的透射率,且正弦光栅的1级衍射亮纹及零级明纹的距离与光栅频率、传输距离、入射光波长成正比,和光栅参数无关的结论,为进一步拓展正弦光栅的应用提供了理论基础。

一种制作投影灰度正弦光栅的新方法

针对传统方法难以制作结构光三维投影测量设备的灰度正弦光栅元件,并以Ronchi光栅代替从而影响测量准确度,提出了一种制作灰度按正弦分布的光栅模板的新方法.通过对银盐全息干板透过率特性曲线的理论分析,指出在对比度为一的正弦干涉条纹下曝光不能得到线性记录和变换的原因,并提出了采用均匀非相干光预曝光提供偏置点来实现线性记录的新方法.实验表明,采用空间滤波法能够获得对称双光束正弦干涉条纹记录,并准确控制正弦干涉条纹曝光在干板的线性区域,可以达到线性记录并获得尽可能高的反衬度.

基于均值pwm的正弦光栅的设计与分析

给出均值pwm的原理及方法,以此为基础提出使用空间宽度调制来设计正弦光栅的方法。分析结果表明:该正弦光栅对各种谐波均有良好的抑制效果,使得采用均值pwm的正弦光栅所投射的条纹对比度要比Ronchi光栅的高。

正弦光栅条纹的灰度三角细分法

提出了一种基于灰度三角值的正弦光栅条纹细分法,该方法以CCD拍摄的正弦光栅图像的各点灰度值映射为该点的正弦三角函数值从而进行处理。给出了原理说明和对图像细分的实例,并对该方法的抗噪性能进行了分析。实验表明即使在图像含有高频噪声污染的情况下,该方法仍具较高的有效性。

利用动态变频正弦光栅测 CCD 调制传递函数

利用动态变频正弦光栅测ＣＣＤ调制传递函数宋敏（辽宁师范大学物理系大连１１６０２２）胡家升李叶芳项世法（大连理工大学物理系１１６０２４）虽然ＣＣＤ是一种离散成像元件，但Ｊ．Ｆｅｌｔｚ已经从理论上解决了用调制传递函数（ＭＴＦ）评价ＣＣＤ成像特性的主要问题...

基于FPGA的嵌入式正弦光栅发生器

采用数字光栅条纹投影和相位测量原理的三维物体表面测量系统,该系统包括嵌入式三维点云数据的采集、数字条纹投影光栅发生器和计算机的三维点云数据显示及处理三部分,作者针对该应用,采用嵌入式技术开发一个数字投影光栅发生器,能根据实际测量需要自动产生投影条纹,可以利用VGA接口与投影仪或是显示器实时显示,并能与图像采集系统实时通信。

产生正弦光栅的二值化面积编码新方法

基于面积编码的二值化算法,提出了一定改进,即在对二值化模板进行填充时,用分散的、尽可能等间距的填充方法代替分块的、非等间隔的填充方法,并将此光栅制作出来用于三维形貌测量。利用二元编码光栅的频谱分布特征和光学系统固有的低通滤波特征,可以将二元分布的模板转化为测量区域的正弦分布,同时又滤去了量化噪声,得到质量较好的正弦光场。计算机模拟以及实验验证了该方法的可行性。

基于正弦光栅相位调制的三维测量

高分辨率三维轮廓的测量在现代社会有着广泛应用,本文对正弦光栅相位调制的三维测量方法进行了理论研究,用计算机控制数字投影设备产生正弦条纹光栅,利用CCD采样分步移相的图案,通过解包裹的方法获得物体的三维信息,测量精度达到10微米。

复合Ag/SiO_2正弦光栅基底SERS特性分析

当前微流控表面增强拉曼散射(SERS)检测领域常用的贵金属纳米颗粒溶胶单位体积内热点区域数量有限且热点区域范围较小,而贵金属纳米三维阵列结构加工时间长,成本高昂并存在"记忆效应"。本文提出了集成到微流道的复合Ag/SiO_2正弦光栅SERS基底结构,可以利用激光干涉光刻技术进行制备,无需预制掩膜版,可实现大面积、低成本SERS基底简易快速制备。利用严格耦合波分析方法(RCWA)建立了复合正弦光栅表面电场增强数学评估模型,推导了表面等离子体共振(SPP)耦合吸收率数学模型,分析了入射光、复合正弦光栅结构与外界环境介电常数的优化匹配关系,得到了入射光785 nm条件下的最佳复合正弦光栅结构。通过制备加工并实验验证了复合正弦光栅的SERS性能,SERS增强因子(EF)能够达到10~4。

基于伪随机阵列和正弦光栅的结构光标定

针对投影仪-摄像机结构光系统标定精度低的问题,提出一种基于伪随机阵列与正弦光栅结合的标定算法。该方法直接对标定板角点进行编码,根据角点在不同坐标系下的点对关系求解系统参数,提高了传统的编码精度和结构光系统标定精度。在正弦光栅条纹中心处投射伪随机阵列,根据伪随机阵列窗口的唯一性和相移法可求出正弦光栅的真实相位;分别在水平和竖直方向投射正弦光栅,根据不同方向的真实相位值形成对标定板角点的唯一编码;根据编码值获得标定板角点在投影仪像平面、摄像机像平面和世界坐标系下对应点集,根据相机标定算法可得到投影仪、相机的内外参数。该方法直接对标定板角点高精度编码,求解世界坐标点和像素坐标点的对应关系,仅需要普通棋盘格标定板可实现高精度标定。实验结果表明最大反投影残差为0.7像素,棋盘格角点重建均方差为0.08 mm。

人眼对彩色正弦光栅的对比敏感性及其适应后效

实验中采用电视显示法以测定人眼对彩色正弦光栅的对比敏感性,并通过彩色正弦光栅选择性适应后效的试验来阐明空间频率通道和色通道之间的相互关系。实验结果表明:1.人眼在2°视角间视状态下对不同彩色正弦光栅的对比敏感性有差别,绿色光栅的对比敏感性比蓝、红色高。对彩色正弦光栅的对比敏感性在低频处有衰减。2.人眼在2°视角时对彩色正弦光栅的空间适应范围和最低空间频率通道的位置均在0.8周/度处。彩色光栅(0.8周/度至3.5周/度)适应后效的带宽具有明显的非对称性。3.彩色光栅的适应后效主要决定于亮度的空间频率通道,但色通道的影响也是存在的。

基于MEMS微振镜的高精度正弦光栅产生方法

为提高相位测量轮廓术中正弦光栅的精度,提出一种基于MEMS微振镜的新型正弦光栅产生方法。采用对矩形光栅叠加的思想,在图像传感器一次曝光过程中,对多幅亮度相同、周期相同、占空比不同的矩形光栅进行光积分,最终输出正弦光栅图像。实验分析表明,相比基于光强调制方式的传统正弦光栅产生方法,该方法解决了非线性失真问题,能够产生更高精度的正弦光栅,具有成本低、体积小、能够通过编程灵活变换光栅图案等优点。

正弦光栅的衍射计算

用相位矢量图的方法计算了正弦光栅的衍射分布，这个方法简单而物理概念鲜明。

正弦光栅的显示面积与低空间频率通道

实验中用电视方法产生正弦光栅图形,系统地研究了正弦光栅刺激面积的大小和空间频率通道之间的相关。结果表明,随正弦光栅显示面积的增加(由1°、2°增至5°、10°)提高了人眼对低频光栅的敏感性,扩大了对低空间频率的适应范围(自3周/度至0.2周/度)。实验中进一步阐明了最低空间频率通道的位置是随光栅显示面积的增加而向低频处延伸。此外还观察到低频通道的带宽带有非对称性的特征,一般表现为上边频频带大于下边频频带。从实验结果中可认为低空间频率通道是存在的,而光栅显示面积的变化是显示低频通道的重要条件。