相干光散斑的計算模擬與實驗研究.pdf

1、　　散斑場的研究與探測多年來在散斑干涉計量術(shù)及隨即表面研究等多個領(lǐng)域中一直備受關(guān)注。圍繞相干散斑場的特性、探測和應用，本文先后開展了以下幾個方面的研究工作：第一章對隨機表面的標定方法以及統(tǒng)計特性進行了描述，對比了不同特征參量的隨機表面的差異。此外通過對散斑干涉計量術(shù)基本原理的分析，得到了散斑楊氏干涉條紋與物體形變之間的關(guān)系。最后剖析了散斑場探測器CCD的基本工作原理，分析得到了散斑場探測精度的限制因素。第二章對隨機表面產(chǎn)生的像面散斑進行

2、了計算模擬，討論了像面散斑對比度與隨機表面及成像系統(tǒng)參量之間的關(guān)系。通過模擬獲得隨機表面并使之通過4f系統(tǒng)產(chǎn)生像面散斑，計算不同參量的隨機表面產(chǎn)生的像面散斑的對比度，結(jié)果表明像面散斑對比度與成像系統(tǒng)參量及隨機表面均方偏差粗糙度w、橫向相關(guān)長度ξ以及分形指數(shù)α之間有密切的聯(lián)系，且隨這些參量的變化對比度呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。第三章提出了測量散斑場的退卷積法以突破探測器件極限精度對探測散斑場分辨率的限制。主要將散斑場探測器得到的數(shù)據(jù)進行退卷積

3、法處理，成功地將一個像素內(nèi)的能量分成若干份，獲得了較高分辨率的圖像，解決了空間分辨率低的難題。我們不僅從理論上印證了該方法的精確性，而且在實驗中利用納米平臺的高度精確性從而控制兩次拍攝范圍之間的間隔，成功獲得退卷積的散斑場空間分布的數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果證實了該方法的可行性。第四章基于散斑統(tǒng)計理論研究了散斑楊氏條紋的形成及其對比度的分布規(guī)律。將記錄了物體形變信息的全息圖放入付里葉變換系統(tǒng)作逐點分析即可獲得散斑楊氏條紋圖。在對物體形變作一級近似的