王峰[1]2001年在《粒子场激光全息照相的优化条件研究》文中研究指明本文综述了粒子场激光全息照相的发展历史，阐述了粒子场激光全息照相的目的和意义；围绕获得再现质量良好的全息图的照相条件，进行了较深入的理论和实验研究。 一、从理论上，本文对激光脉宽与粒子横向和纵向运动速度的关系进行了研究，数值计算了激光脉宽和粒子场速度的关系，并对粒子直径与干板分辨率、干板尺寸的关系，以及谱线宽度对再现效果的影响进行了理论分析。同时，结合理论和实验，确定了获得好的再现效果需要的激光能量的范围，得到干板的黑密度应在1.6附近的结论。本文还详细讨论了高斯光束对记录和再现的影响。 二、重点研究了照相远场距离和粒子场全息图条纹对比度的关系。本文首次从模拟实验中得到天津Ⅲ型干板响应对比度的最小值（约为0.025），以及不规则粒子获得较清晰再现像的远场数的上限值（约为30），为实验中确定物场与干板的距离提供了依据。同时，对小远场数下粒子再现场的对比度进行了数值计算，给出了再现场对比度与激光能量的定性关系。实验证明，远场数在5以上时，再现场的背景干扰才可以忽略。 叁、从波动光学、几何光学两个方面同时分析了4f系统对粒子场全息图的转移原理，并分析了f_1=f_2和2f_1=f_2的4f系统传像后粒子场中粒子间相对距离的变化。由于所研究的粒子非常小，本文首次研究比较了这两套4f系统对小粒子衍射光信息通过能力的差别，得出物场摆放在2f_1=f_2的4f系统中的最佳位置应当是在第一个透镜之后某一距离处的结论。另外，本文还对不同放大倍数4f系统的记录和再现情况作了比较全面的研究，并数值分析了不同放大倍数下4f系统的再现场的对比度和最佳干板黑密度的差别，结论是：采用放大的4f系统，会增大记录条纹的对比度、增加记录景深；干板的最佳黑密度值减少，相应的透过率将增大。 四、以圆形粒子为例，本文详细计算了在干板记录不同次瓣数目的情况下粒子再现场的光强分布的差别，通过与实验结果比较，验证了理论分析的正确性。此外，分析得出再现平面就是粒子边缘对比度最大的平面的结论。还有，本文研究发现，从再现面的粒子的强度分布可以判断干板记录全息图的情况，这为改进洗像工艺提供了初步的依据。
赵宇[2]2013年在《角度复用粒子场多幅体全息照相关键问题研究》文中研究表明高速粒子场激光全息技术具有空间分辨率高,叁维视场等特点,在强动载下材料的微喷,界面不稳定性等研究中具有重要的用途。但由于受激光光源,记录介质等限制,目前只能实现1-2幅的高速粒子场激光全息照相。因此,研究多幅高速粒子场激光全息技术具有重要的科学意义与应用价值。本文以将体全息技术应用于粒子场多幅全息记录为最终目的,对一些关键问题进行了必要的理论分析、数值模拟及探索性实验研究,主要内容如下：一、阐述了粒子场多幅体全息照相研究的目的和意义,综述了与这一研究有关的粒子场全息照相、体全息记录及瞬态多幅全息记录领域的国内外研究现状。二、在经典的体全息衍射分析理论基础上,根据实际情况推导了考虑光栅位移因子的二维多体光栅衍射计算公式,并通过算例验证了该公式的正确性。给出了体全息图记录及再现的直观模拟方法。叁、研究了体全息介质特性对记录的影响情况,包括介质的厚度、均匀性、分辨率、吸收系数以及收缩。该研究内容可为实际应用过程中记录介质的制作要求及记录介质的选择提供依据。四、为使记录结果能够达到理想的效果,对一些关键的实验条件进行了优化研究,包括：记录光路、曝光量、光源相干性、远场条件及参物光强度比。该研究内容有助于设计出合理的实验方案以完成实际的记录任务。五、采用本论文中给出的公式与方法,直观的模拟了角度复用多幅粒子场体全息记录与再现。并以再现结果的信噪比为依据分析了角度复用多幅记录时角度间隔及衍射效率平衡性对再现结果信噪比的影响。六、在理论分析及光路优化研究的基础上顺利实现了角度复用四幅粒子靶体全息记录,得到了较理想的实验结果,为进一步的研究工作奠定了基础。
叶雁[3]2003年在《粒子场同轴全息的非线性曝光特性研究》文中研究表明本文阐述了粒子场激光同轴全息非线性曝光特性的研究背景和意义，综述了国内外粒子场激光同轴全息的研究现状和全息非线性曝光的研究现状。围绕粒子场激光同轴全息非线性曝光特性，进行了较为深入的理论研究，数值模拟和实验研究。 (1)从理论上，首先运用粒子场激光同轴全息和非线性曝光理论，推导出粒子场激光同轴全息非线性记录与再现公式；然后对非线性记录的模型进行简化，以阈值函数替代多项式，结合数值分析的方法对非线性曝光特性对再现粒子像的影响进行分析，得出非线性记录的粒子再现像将产生边缘剪切效应。另外还从物参比的角度分析了非线性曝光对再现光场的影响，即衍射效率对再现光强的影响，得出低频部分的衍射效率低于高频部分的衍射效率，较好的解释了再现像出现了边缘剪切效应的原因。 (2)通过Kozma模型对记录光场的畸变进行数值模拟，得到线性部分的中心对比度好于非线性段的对比度，说明线性段信息的传递损失较小。研究了非线性曝光对不同形状粒子的再现像影响，通过数值模拟计算发现在非线性段曝光的粒子的再现像出现了不同程度的边缘剪切，特别是改变非线性曝光的极限条件即二值化，边缘剪切现象更加明显。 (3)从实验上，设计实验装置并验证了理论推导和数值模拟的结果。 (4)对高密度粒子场在线性段记录，中心粒子发生边缘剪切这一现象，用非线性曝光特性理论研究中的物参比影响衍射效率的角度，进行了分析和解释。发现粒子密度越大，中心粒子发生边缘剪切越严重。这使对粒子场激光同轴全息非线性曝光特性有了更加深入的认识。
郑贤旭[4]2004年在《全息干板的时间响应特性研究》文中提出在利用激光全息技术研究瞬态物理现象的过程中，用来记录高速运动物体全息图的全息干板必须具有较好的时间响应能力，本文围绕这一问题阐述了研究全息干板时间响应特性的目的和意义，综述了全息干板时间响应特性研究的国内外现状，并从中提取了本论文研究的理论基础。围绕全息干板在脉冲光源曝光下的互易律失效规律，进行了较为深入的理论和实验研究。 一、用数学语言对Gurney-Mott原理进行了描述，提出了用于模拟全息干板主要感光过程的随机模型，并建立了等曝光量条件下曝光时间与黑密度之间的函数关系，并以此来研究全息干板的时间响应特性。 二、研究了模型参数变化对全息干板互易律失效特性的影响，并从中分析了在感光过程中起主导作用的光化学反应，在此基础上对全息干板D-Log(E)曲线的肩部非线性给出了新的解释，提出了“在感光过程中，光电子吸收银离子的速度是决定黑密度的关键因素”的观点，同时，用数值模拟的方法研究了互易律失效对全息照相的影响。 叁、设计并建立了叁套曝光实验装置，分别能够产生长脉冲、微秒脉冲和超短脉冲激光，并且能将不同光脉冲曝光的能量漂移控制在4％以内。特别是设计了由快开快门、爆炸快门相结合的脉冲宽度有限可调的开关系统，消光比达50000倍。 四、实验研究了Slavich VRP-M全息干板对不同宽度光脉冲曝光的响应特性，首次给出了Slavich VRP-M型全息干板的等曝光量曲线(互易律失效曲线)，并通过有限的实验点给出了与理论模拟相一致的结果，并由此得出当曝光时间短于全息干板中激发光电子的“dead time”或长于银原子的“decay time”时，全息干板存在严重互易律失效的结论。并且与无失效曝光相比，要得到相同的黑密度，超短脉冲曝光所需的总曝光量是无失效曝光的10倍左右。
杨丽, 韩益群, 晏思贤[5]1994年在《脉冲激光照相法测量液体中动态液体颗粒场的实验研究》文中进行了进一步梳理本文设计出适用于动态颗粒场测量的高分辨率脉冲激光同轴全息照相系统和脉冲激光片光源照相系统。获得了油水两相流中油珠粒径为１～２μｍ的动态液体颗粒场的清晰图象，以及另一种油水两相流中水珠粒径为十几μｍ的动态液体颗粒场的清晰图象。
王荣波, 叶雁, 陈永涛, 周维军, 刘振清[6]2012年在《用光纤探针测量飞层前界面状态的初步探索》文中研究说明对用光纤探针测量飞层前界面微喷、微层裂等现象的机理进行了分析,设计了光纤探针与瞬态粒子场全息照相技术联合测量泰安药柱加载下铅飞层的前界面状态的实验。实验结果表明,光纤探针的测量结果与瞬态全息照相的结果相吻合,说明利用光纤探针可以对微喷粒子场进行有效探测,是一种很有发展潜力的测试技术。
徐丽梅[7]2015年在《大气颗粒物全息照相技术研究》文中认为近年来大气污染越来越严重,大气颗粒物给人们的生产和生活带来了严重的影响,所以对大气颗粒物的测量和分析对于改善环境,提高人们的生活质量具有重大的意义。本文运用数字全息技术对颗粒物进行测量,能够获得颗粒物的空间分布和粒子信息。本文系统研究了数字全息术的记录和再现理论,实现了两种全息图再现算法,对粒子场同轴数字全息的平面波记录和平面波再现算法进行研究。用卷积算法对数字全息图进行再现,运用图像处理技术对再现图像进行去噪,获得边缘清晰的再现图像。运用小波变换模极大值算法对颗粒物再现图像的边缘进行检测,通过一系列图像处理方法,对边缘图像进行处理,将图像二值化,获得清晰的粒子边缘,对聚焦粒子和离焦粒子进行判焦,并用质心近似算法获取粒子的质心坐标,从而得到粒子的叁维信息。然后运用8-链码法对粒子的轮廓进行跟踪,计算粒子的等效直径,将粒子再现在叁维坐标上,得到粒子的空间分布。对实验系统进行设计,完成实验系统的搭建,对金属丝、自制粒子场和水滴进行全息图拍摄,运用卷积算法得到清晰的再现图像。
马慧[8]2008年在《实时数字全息法在温度场测量中的应用》文中研究表明火焰温度测量技术是燃烧理论和技术发展的重要基础,激光全息干涉测量以其对原场无干扰、时间和空间分辨率高以及能实现场测量等优点在温度场测量中有着独特的地位。国内外在试验数据提取和处理方面做了很多的工作,该方向的研究还有很大的空间。本文在几种常用的测量基础上提出了一种新的光学检测方法,即实时数字全息法。用CMOS记录整个过程中的动态干涉条纹,并能用视频文件连续地呈现出物体的实时变化。论文中通过对温度场的测量证明了此方法的准确性,可行性。该方法降低了对环境的要求,能逐步引进日常生产中。本文简述了全息干涉计量术的基本理论,并进一步介绍了数字全息术的记录以及再现原理,用公式推导了实时数字全息法的测量原理。针对温度场检测提出了利用光学检测的优势以及可行性。同时,对轴对称温度场的重建算法进行了较为详细的分析。这为实时数字全息法测量温度场提供了理论基础。根据研究要求,设计并建立了利用He-Ne激光器做光源的实时数字全息干涉测量光学系统,用CMOS摄像机对干涉条纹进行了实时采集。并将结果与传统实时全息干涉法测量的结果进行了比较,二者的实验结果是吻合的。本文的研究结果为火焰温度场的研究和改进提供了基础资料。为了配合整个实验操作过程,用Matlab软件设计了一个功能齐全的GUI界面程序,该GUI程序将采集过程、图像处理过程与实验装置系统很好的联系在一起,可以实时控制图像的采集,通过对参数的设置直接得到结果。这样使得操作简单,也缩短的对数据处理的时间,充分体现实时性。最后,对本文工作进行了总结,并对进一步研究工作提出了建议和构想。
刘宁, 谭从民, 饶里, 夏淑敏[9]1999年在《柴油机缸内雾场的测试》文中研究表明以研究柴油机缸内雾场测量方法为目的，设计改造了适用于缸内雾场测量的单缸柴油试验机，并研制了激光器和试验机喷油系统同步工作控制系统，成功实现了以曲轴转角为基准的同步拍照．在此基础上，初步实现了缸内雾场的激光全息测量
陈刚[10]2007年在《光散射法测量颗粒尺寸和浓度的实验研究》文中进行了进一步梳理本文主要研究利用光散射法来测量颗粒系的尺寸和浓度。文章首先给出了颗粒测量方法的分类和发展方向,着重分析了光散射的产生机理和测粒理论——Mie理论,并进行了数值模拟,接着研究了小粒子和大粒子的Mie散射理论近似。在此基础上,基于光全散射法测粒原理,采用叁波长法模拟确定了颗粒系的平均粒径。基于非独立模式算法,采用最优化算法编程模拟了颗粒系的粒径分布,设定值与优化值基本一致。然后基于衍射散射法,详细给出了粒径分布的表达式,并推导出体积浓度和平均粒径的表达式。采用线阵CCD为接收器件,设计并搭建了实验平台,经过实验测量,获得了样品颗粒系的粒径分布、峰值、平均粒径和浓度,最后与理论值作了比较。测量结果表明,本文所采用的方法具有较高的精度和可靠性,能满足实测要求。
参考文献：
[1]. 粒子场激光全息照相的优化条件研究[D]. 王峰. 中国工程物理研究院. 2001
[2]. 角度复用粒子场多幅体全息照相关键问题研究[D]. 赵宇. 中国工程物理研究院. 2013
[3]. 粒子场同轴全息的非线性曝光特性研究[D]. 叶雁. 中国工程物理研究院北京研究生部. 2003
[4]. 全息干板的时间响应特性研究[D]. 郑贤旭. 中国工程物理研究院. 2004
[5]. 脉冲激光照相法测量液体中动态液体颗粒场的实验研究[J]. 杨丽, 韩益群, 晏思贤. 包头钢铁学院学报. 1994
[6]. 用光纤探针测量飞层前界面状态的初步探索[J]. 王荣波, 叶雁, 陈永涛, 周维军, 刘振清. 高压物理学报. 2012
[7]. 大气颗粒物全息照相技术研究[D]. 徐丽梅. 合肥工业大学. 2015
[8]. 实时数字全息法在温度场测量中的应用[D]. 马慧. 昆明理工大学. 2008
[9]. 柴油机缸内雾场的测试[J]. 刘宁, 谭从民, 饶里, 夏淑敏. 天津大学学报. 1999
[10]. 光散射法测量颗粒尺寸和浓度的实验研究[D]. 陈刚. 西安电子科技大学. 2007