收藏本站
《昆明理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

数字全息检测及其控制系统研究

宋庆和  
【摘要】:数字全息检测是激光无损检测技术的一个重要方法,其记录、存储和再现过程全部采用数字化的方式。在形貌测量、微电路检测、微小粒子检测、应力场检测、生物细胞观测、变形和振动测量、记录运动物体状态以及构件缺陷无损检测等领域,数字全息检测技术能够充分发挥其特点和优势,有着广泛的应用前景。 实时、高效是数字全息检测的重要特点。随着计算机技术、CCD采集技术、数字图像处理技术以及自动控制技术的快速发展和普及,数字全息检测技术也正朝着智能化、自动化测量的方向发展。鉴于数字全息检测系统的发展趋势,本文设计了一套自动的数字全息检测控制系统,对于常用的数字全息检测都很适用,这不仅会提高系统研发效率,缩短系统研发周期,为数字全息检测系统的调试提供很大的帮助,也会降低系统的成本,提高系统的可靠性,为系统应用于工程实际带来很多方便。 数字全息检测系统需要控制的环节很多,使得这些环节有机统一起来,协调工作是十分困难的。本文设计了数字全息检测的三个子控制系统,形成了相应的软硬件模块,并使得各个子系统能够协调工作。实现了基于液晶空间光调制器的相移系统,相移系统中显示在液晶显示器上的计算全息图有多种编码方式,讨论了常用编码方式的选择方法,同时,通过系统测试实验验证了利用液晶空间光调制器作为相移器件的可行性;实现了自动的数字采集系统,采集系统中利用VC++程序设计语言开发了CCD采集控制软件;设计了基于单片机和步进电机的电控系统,详述了系统中软硬件的设计和使用方法,实现了通过控制步进电机转速、步进角和转动方向来精确定位的电控旋转台控制系统。 根据设计开发的数字全息检测控制系统,建立了一个反射式微小物体三维面形检测系统。该系统利用液晶空间光调制器计算全息相移器在参考光中引入相移通过旋转照明物光的方式实现被测物体表面的三维面形测量。该检测系统的灵敏度由照明物光的微小转角及初始入射角决定,被测物体表面的三维轮廓信息可以从物光转动前后的相位变化中直接得到。由于系统为反射式测量,其结果必然会受到散斑噪声的影响,可以利用在参考光中引入相移、数据压缩和平滑滤波处理等方法来抑制残余的噪声,从而获得较好的三维面形检测结果 基于光学变焦系统构建了透明材料加载过程中的实时应力场检测系统。该系统利用光学变焦系统将被测物体成像到CCD探测面上,然后与参考光干涉形成像面全息图。再通过选通滤波器对不同时刻全息图差值图像的频谱进行滤波,从中分离出物光频谱,通过傅里叶逆变换获得可以用于实时数字全息检测的光波场强度图像,即带有变形场信息的条纹图像。利用条纹图像可以观测透明材料受损伤破坏的动态演化全过程,再对条纹图像进行定量分析,便可实现加载条件下透明材料变形过程中的应力应变场实时检测。 本文设计开发的数字全息检测控制系统还可用于其它相关光学系统中,基于DMD的数字光刻系统就是一个很好的实例。利用3ds max或OpenGL等软件设计出被加工微小器件的三维模型,然后将三维模型的剖面按顺序显示在DMD上,再用一束平行光以一定的入射角照射DMD,经DMD反射的+1级光波通过光学变焦系统作用在记录材料上,由计算机精确控制放有记录材料的电控升降台的位置和剖面图在DMD上显示的时间,即可实现微小器件的数字光刻加工 综上所述,一套自动的数字全息检测控制系统,可以使数字全息检测及其控制系统的水平和自动化程度上一个新台阶,也可为数字全息检测系统的市场推广奠定一定的基础。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O438.1

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐先锋;韩立立;袁红光;;两步相移数字全息物光重建误差分析与校正[J];物理学报;2011年08期
2 秦怡;巩琼;杨兴强;;一种在二步相移数字全息中实现准确相移的方法[J];光子学报;2011年08期
3 仇翯辰;门克内木乐;李鼎;龚岳;赵春鹏;薄斌;贾维国;;基于共轭光再现技术的可擦写式全息光存储实验系统的优化[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2011年04期
4 王小林;周朴;马阎星;马浩统;李霄;许晓军;赵伊君;;基于相位调制-解调的光纤激光相位噪声检测方法研究[J];物理学报;2011年08期
5 周锐;乔学光;王若晖;高宏;杨扬;张敬花;;基于长周期光纤光栅线性边缘滤波的地震波解调系统[J];光电子.激光;2011年07期
6 牛春晖;;一种强度测量重建波前畸变的新方法[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年03期
7 张倩;徐先锋;袁红光;鲁广灿;焦志勇;;四步相移数字全息干涉术相移提取和物光重建[J];光电工程;2011年08期
8 张勤;张建勇;曾华林;李丽艳;周燕;;基于PGC解调的激光多普勒语音检测系统[J];红外与激光工程;2011年06期
9 郑柱;;电子剪切散斑干涉技术时间相移法在金属梁微小位移测量中的应用分析[J];科技广场;2011年05期
10 钱晓凡;饶帆;林超;李斌;;基于剪切干涉原理的散斑噪声降噪算法[J];中国激光;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许蔚;;数字全息光弹方法改进研究[A];中国科协第235次青年科学家论坛——极端复杂测试环境下实验力学的挑战与应对[C];2011年
2 迟佳囡;;数字全息特性的分析及再现像的研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
3 罗婷;王大勇;王云新;张亦卓;赵洁;孟璞辉;;指纹采集的数字全息显微成像方法研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 臧金亮;王波;张岩;;数字全息重建过程中相位偏移的矫正[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 张亦卓;王大勇;王云新;陶世荃;;数字全息中的量化误差分析和消除方法研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
6 李俊昌;陈仲裕;赵帅;鲍乃铿;钟宝璇;;球面参考光数字全息图的频谱分析及应用[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
7 王羽佳;江竹青;王喆;程国锋;伍江涛;;双波长数字全息三维成像方法研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 吕晓旭;钟丽云;张以谟;;数字全息研究中若干实验技术问题的讨论[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 魏润杰;申功炘;丁汉泉;;数字全息粒子图像测速技术研究[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
10 李璐杰;王晓雷;翟宏琛;;基于脉冲数字全息的单脉冲太赫兹波场的实时探测[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 复旦大学电光源研究所教授 朱绍龙;光源显色性的评价方法(下)[N];消费日报;2007年
2 复旦大学电光源研究所 朱绍龙;光源显色性的评价方法(上)[N];消费日报;2007年
3 金银河;全息标识烫印技术[N];中国包装报;2002年
4 本报记者 林喆;SST幸福:华远地产借壳并未中止[N];中国证券报;2007年
5 戚星;移动存储:即将翻开新的篇章(上篇)[N];中国计算机报;2002年
6 杨志刚;华远地产将借壳上市[N];中国证券报;2007年
7 刘侃;挑战传统平面广告的全息摄影[N];科技日报;2001年
8 本报记者 杨丽萍;任志强终偿所愿 华远地产借壳上市[N];21世纪经济报道;2007年
9 CUBN实习记者 刘和磊;惜售土地 华远地产借壳S~(*)ST幸福[N];中国联合商报;2007年
10 ;我国防伪技术的发展方向[N];中国包装报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋庆和;数字全息检测及其控制系统研究[D];昆明理工大学;2008年
2 王广俊;数字全息技术及其在测量中的应用研究[D];北京工业大学;2011年
3 赵洁;微结构相衬成像的数字全息方法研究[D];北京工业大学;2011年
4 马利红;数字全息显微成像像质优化及系统实现[D];浙江大学;2011年
5 张亦卓;生物样品的数字全息显微相衬成像技术研究[D];北京工业大学;2012年
6 翁嘉文;动态定量相衬数字全息显微成像技术[D];暨南大学;2012年
7 吕且妮;数字全息技术及其在粒子场中的应用研究[D];天津大学;2003年
8 徐先锋;广义相移数字全息干涉术相移提取及波前再现算法的理论及实验研究[D];山东大学;2008年
9 钟丽云;数字全息的基本问题分析及实现方法研究[D];天津大学;2004年
10 杨翀;光学干涉计量用于振动测量的算法和实验研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程国锋;微结构表面三维形貌测量的数字全息方法研究[D];北京工业大学;2011年
2 彭晓晴;基于数字全息显微的正弦位相光栅数值重构[D];辽宁师范大学;2011年
3 严飞;数字全息三维形变测试[D];长春理工大学;2011年
4 胡振华;混合编程在数字全息中的应用研究[D];昆明理工大学;2011年
5 马骁;数字全息及其彩色再现像实现方法的研究[D];广东工业大学;2012年
6 孙杰;数字全息三维显示相关问题研究[D];长春理工大学;2012年
7 殷玉娟;微结构表面形貌测量的数字全息显微方法的研究[D];天津大学;2010年
8 邓丽军;大视角无噪声数字全息技术与理论[D];浙江师范大学;2011年
9 张楠;基于matlab的数字显微全息像的再现[D];辽宁师范大学;2011年
10 曾凌;菲涅尔数字全息成像技术研究[D];苏州大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026