消激光散斑空間濾波綜合實驗儀的研制.pdf

1、空間濾波實驗是傅立葉光學(xué)中的一個重要實驗。如何在傳統(tǒng)的實驗中添加與現(xiàn)代科技發(fā)展相聯(lián)系的光電信息技術(shù)方面的內(nèi)容,成為課程實驗改革的關(guān)鍵之一。用眼睛觀察實驗現(xiàn)象的傳統(tǒng)實驗方法只能給出定性的結(jié)論。本文主要工作是設(shè)計并實現(xiàn)數(shù)字化的空間濾波實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用消激光散斑的光源照明設(shè)計、4f光路系統(tǒng)設(shè)計、圖像采集和分析系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計。使得傳統(tǒng)的光學(xué)信息處理技術(shù)和現(xiàn)代計算機科學(xué)相結(jié)合,為在綜合實驗中增加與現(xiàn)代科技發(fā)展相聯(lián)系的新的光電信息技術(shù)方面的

2、實驗內(nèi)容,提供了一個良好的信息光學(xué)處理實驗平臺。
　　 本文首先對幾何光學(xué)和物理光學(xué)中與系統(tǒng)設(shè)計緊密相關(guān)的基本原理進(jìn)行了簡要介紹。分析和提出了設(shè)計本實驗儀的幾點目標(biāo),建立了基于傳統(tǒng)實驗之上的新的系統(tǒng)方案。隨后,通過詳細(xì)的分析和計算確定了系統(tǒng)中的重要參數(shù)。在系統(tǒng)設(shè)計中充分考慮了空間濾波實驗系統(tǒng)的特點與一般規(guī)律,及在該系統(tǒng)上進(jìn)行多個實驗的可能性需求,使得該系統(tǒng)可以方便擴展多個實驗。最后設(shè)計制作了實驗儀,并采用VB編程語言和Matri

3、xVB插件開發(fā)了圖像處理軟件。軟件在數(shù)據(jù)預(yù)處理方面可實現(xiàn)低噪聲圖像提取,不同方法進(jìn)行的數(shù)據(jù)濾波等。軟件針對不同實驗分別設(shè)置處理功能,比如在濾波實驗中可精確判斷光柵頻率及條紋方向,衍射法測量細(xì)絲直徑實驗中可自動擬合曲線并搜索暗點位置。本文對該系統(tǒng)進(jìn)行了實驗驗證,得到了較好的效果。
　　 作為研究的難點和重點,我們對系統(tǒng)整體方案的原理設(shè)計部分進(jìn)行了詳細(xì)論證。對于系統(tǒng)中實驗物空間頻率,相鄰譜點間距,譜面范圍,透鏡焦距及口徑等重要參數(shù)都