1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学深圳研究院, 广东 深圳 518057
提出了一种基于立方体分光棱镜的干涉投影傅里叶变换轮廓术。基于杨氏双缝干涉原理,对立方体分光棱镜的干涉投影理论进行理论分析和仿真实验,通过调节立方体分光棱镜的安装角度可实现干涉投影条纹周期的任意调节,结果证实了该干涉投影系统的可行性以及灵活性。对小脚丫模型进行了三维面形重构,结果表明:干涉条纹相位稳定且强度分布均匀,利用所提方法可以很好地恢复物体的三维形貌。
测量 条纹投影 共光路干涉 傅里叶变换轮廓术 系统标定 三维测量
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学深圳研究院, 广东 深圳 518057
提出一种面向数字全息的相位畸变自动补偿方法,利用图像分割技术对被检测物体进行自动分割,生成相位掩模板,进而得到不含被测物体区域的畸变相位。基于相位畸变校正模型对畸变相位进行最小二乘拟合,最终实现相位畸变的自动补偿。实验中搭建了数字全息检测平台,并对晶圆表面进行测量,结果表明所提出的方法能够实现畸变相位的自动校正。
全息 畸变校正 图像分割 三维测量 光学学报
2018, 38(12): 1209001
1 北京理工大学光电学院光机电工程联合研究中心, 北京 100081
2 南通大学 理学院, 江苏 南通 226019
施密特光学系统由施密特校正板和球面反射镜组成，校正板设置在球面反射镜的球心处，系统的焦点不一定和反射镜的焦点重合。为了得到精确的校正板面形初始结构参数，基于波像差函数建立了带有离焦量的大口径施密特校正板的数学模型，同时校正了系统的三级和五级球差。利用光学设计软件对校正板口径为1000 mm、主镜的曲率半径为2000 mm、F数为1的系统进行了设计和分析，来验证校正板面形数学模型的正确性。结果显示此校正板的数学模型与优化后结果吻合得较好，校正板面形初始结构参数的精度得到了极大的提高，这为大口径、大相对孔径的施密特光学系统的设计提供了理论基础。
光学设计 数学模型 非球面光学 施密特校正板 波像差函数
四川大学光电科学技术系， 四川 成都 610064
提出了一种用于振动物体表面快速测量的光学测试系统和方法。该系统采用结构光三维传感技术，利用时间平均法来实现对振动表面的测量和振动模式分析。用低帧频商用CCD相机记录由光栅投影到振动物体表面上形成的一系列变形正弦条纹，对获取的一帧变形条纹经过二维傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换等处理得到调制物体振幅的零级贝塞尔函数分布。给出了该方法的理论分析，推导了相应的计算公式。计算机模拟和实验验证了该方法的可行性。实验证明，该方法具有数据获取速度快，全场非接触测量以及实验装置简单等优点。
三维传感 振动测量 时间平均法 结构光 条纹分析 3D sensing vibration measurement time-average structured illumination fringe analysis
四川大学光电科学技术系, 四川 成都 610064
提出一种新的普适计算公式和系统标定方法, 推导了傅里叶变换轮廓术(FTP)中高度-相位映射关系。由于新的普适计算公式对系统的几何结构没有严格要求, 测量系统的搭建变得容易, 投影系统和成像系统可以任意放置以便获得更好的条纹信息, 因而操作灵活。提出的标定方法能够准确得到普适条件下系统参数的组合, 避免了对系统各个参数的直接测量, 提高了测量系统的可操作性及测量速度。实验中采用本方法对最大高度为28.00 mm的物体进行测量, 相对误差仅为0.97%。测量结果证明, 提出的方法能够准确恢复物体的三维形貌且具有较好的普适性。
物理光学 傅里叶变换轮廓术 高度相位映射 系统标定 条纹处理
