同轴全息术测量粒子场的计算机模拟及实验研究
【摘要】:
粒子场的测试和诊断在许多工程技术及科研领域有着重要的意义。在众多的测试方法中,激光同轴全息摄影法以其不干扰流场,测量粒子尺寸范围大、拍摄景深大、可再现三维粒子场信息、分辨率高以及光路布置简单等优点得到了广泛的应用。数字全息术用CCD记录全息图,以数值的方法再现全息图,它综合了光学全息原理、计算机技术、电子技术以及图像处理技术,是一种新颖的全息成像技术,具有处理简便、对实验环境要求较低、可实现准实时处理等优点。本文综合同轴全息术和数字全息术的特点,进行了同轴全息术测量粒子场的计算机模拟和同轴数字全息实验的研究。主要工作内容有:
(1)分析推导了平面物菲涅耳衍射的两种常用数值实现算法,即直接傅里叶变换法和卷积法,结论表明后者更符合实际工作的要求。通过对图像采样的分析,结合采样定理,给出了当图像像素总数、像元尺寸、记录波长都确定时,对衍射距离的限制条件。
(2)对同轴粒子全息图的记录和再现过程进行了数值模拟,提出了根据灰度梯度曲线判断粒子成像平面的方法,同时提出了一种可有效消除全息图边框衍射条纹的改进算法。
(3)在对多个粒子的模拟记录和再现过程中,通过改变粒子的密度,发现粒子密度较小时,记录和再现效果都很好,而当粒子密度增大一定程度时,粒子再现像的清晰度会下降。文中分析了其产生原因。
(4)用多层粒子模拟了三维粒子场,然后用改进的算法进行模拟记录和分层数值再现,得到了较好的效果。发现用发散球面波再现时,可得到放大的再现像,有利于对粒子进行分辨。并且通过改变点光源的坐标,可得到粒子场不同部分的再现像。
(5)从实验上拍摄了单层静态粒子靶和多层静态粒子靶的数字全息图,并分别用平面波和球面波实现了该模拟粒子场的数值再现,得到了清晰的粒子像。
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1 |
陈鹏飞,李泽仁,赵建林,叶雁;同轴全息术用于粒子场测量的数值模拟[J];强激光与粒子束;2005年09期 |
2 |
杨淑连;粒子场全息图的再现分析[J];应用激光;1999年03期 |
3 |
崔弘扬;;解密宇宙形成[J];大科技(科学之谜);2010年04期 |
4 |
张延亭,单九生;逐步引进因子场作相似预报[J];气象;2000年03期 |
5 |
张延亭,王田民;几种气象因子场与南昌市天气要素的关系[J];江西气象科技;1996年04期 |
6 |
聂建军;曾浩生;;囚禁离子内态的相干导致声子场的压缩[J];湖南师范大学自然科学学报;2007年03期 |
7 |
彭涛,裴剑锋,周家驹;酪氨酸激酶抑制剂的比较分子场分析[J];高等学校化学学报;2003年06期 |
8 |
薛晓舟;论量子场论的物理世界图景(续)[J];周口师专学报;1994年03期 |
9 |
夏飞;李志斌;;同轴全息粒径测量的仿真研究[J];上海电力学院学报;2008年02期 |
10 |
黄琦兰;蒲明辉;;一种用于粒子场全息图像的目标检测新方法[J];激光与红外;2006年07期 |
11 |
赖天树,谭玉山,陈树响,王敬超;固体火箭推进剂燃烧粒子场的离轴全息研究[J];中国激光;1992年06期 |
12 |
张繁;彭群生;胡敏;吴韬;;基于量子化学的蛋白质分子场计算[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年09期 |
13 |
伍玉林;马馨雨;;创新主体子场域及主导效应模式分析[J];自然辩证法研究;2017年08期 |
14 |
贾文宝;徐爱国;陈晓文;王辉东;;脉冲中子在煤中所形成中子场的研究[J];核技术;2007年04期 |
15 |
李昌颖;;超导量子场推进技术在宇航领域中的应用[J];电子世界;2013年24期 |
16 |
汪莉;万华根;彭群生;;基于分子力学的蛋白质分子场可视化[J];中国图象图形学报;2010年03期 |
17 |
;测量爆炸加载下材料表面喷射粒子场的激光全息技术[J];中国计量学院学报;2001年02期 |
18 |
邓勇军;袁姝;李润东;冯歧杰;;基于裂变堆的聚变-裂变混合中子场[J];核动力工程;2010年S2期 |
19 |
丁马太,夏海平;基团转移聚合机理研究——特种离子场活化聚合机理的提出[J];功能高分子学报;1992年02期 |
20 |
赵喜;杨保河;赵树松;;强相互作用量子场的基数结构[J];信阳师范学院学报(自然科学版);2010年02期 |
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