Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 MIIT Key Laboratory of Semiconductor Microstructure and Quantum Sensing, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
The propagating of laser-generated ultrasonic waves in K9 glass was investigated. Many methods have been developed to detect the laser ultrasound since laser ultrasonic waves can be used to measure material parameters or characterize materials properties. In order to reduce the measuring time, a Mach–Zehnder interferometer, a full field measuring tool, was preferred in this paper. The ultrasonic wave was produced on the K9 glass surface by a -switched Nd:YAG laser absorbed in a liquid layer. The interferograms were then taken at various delay times by a CCD camera after single pulse induced laser ultrasonic waves. Ultrasonic waves in the K9 glass can be observed from interferogram images. The results provide an understanding of laser ultrasound propagation in K9 glass in the lifetime.
laser ultrasound K9 glass optical interferometry Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021203
翻新电子元器件存在重大质量隐患，对航天装备的质量和安全构成了严重威胁。为了确保装机电子元器件的质量和可靠性，结合翻新元器件的特点，提出了一种鉴别翻新元器件的无损检测方法。首先，阐述了翻新元器件的检测方法和原理，即通过光学干涉法定量测量器件上下表面的粗糙度，并根据二者之间的差异来判断器件表面是否经过翻新处理。然后，采用该方法对正常元器件和翻新元器件的表面粗糙度差异进行对比检测分析，并进行不确定度评定。结果表明，该方法可用于对翻新元器件进行高效准确鉴别。这为全面提升航天电子元器件的质量提供了新的检测手段。
翻新元器件 鉴别方法 表面粗糙度 光学干涉法 无损检测 refurbished components identification method surface roughness optical interferometry nondestructive measurement
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出了一种基于多尺度Retinex算法的光干涉条纹图像增强算法,论述了该算法的原理以及实现过程。选取了大、中、小三种不同尺度,结合各个尺度的优点,针对光学干涉条纹图的特点,对不同的尺度取不同的权重。与两种常用的光学图像增强方法进行对比实验,并通过主观和客观的评价进一步说明本方法的有效性。实验结果表明,对于对比度低且光照不均匀的光干涉条纹图像,所提算法可以显著提高图像的可视性,改善光照不均匀的问题,克服照度不均匀给条纹图后续处理带来的困难。
图像处理 图像增强 光干涉条纹图 照度不均匀 多尺度Retinex 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 241006
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
光学平面的干涉检测发展至今,检测精度已经大大提高,而高精度的平面检测很大程度上受限于参考平面的精度,针对参考平面面形对检测结果的影响,利用绝对平面检测方法,通过多次测量以达到消除参考平面偏差的目的。从测量方式和计算方法两个方面分析了不同绝对平面检测方法的原理,介绍了最新发表的相关成果以及研究动态,并对比了检测结果。这些检测方法已经精确到像素级,并通过多种计算方法使得峰谷(PV)值的计算精度大部分达到了λ/100。
光学干涉测量 绝对平面检测 面形精度 optical interferometry absolute flatness testing surface accuracy
1 苏州科技大学, 江苏 苏州 215009
2 苏州慧利仪器有限责任公司企业研究生工作站, 江苏 苏州 215123
3 苏州慧利仪器有限责任公司, 江苏 苏州 215123
4 上海理工大学, 上海 200093
5 苏州维纳仪器有限责任公司, 江苏 苏州 215123
针对平面干涉检测技术的检测精度受限于参考面面形精度的问题, 提出使用基于奇偶函数的高精度绝对检测方法消除干涉系统中参考面面形误差的影响。对旋转角度误差与旋转偏心误差对绝对检测方法测量精度的影响进行了仿真分析。利用商用菲索干涉仪, 设计和分析了绝对检测精度实验及重复性实验。仿真结果显示: 旋转角度误差在达到0.13°时, 测量误差PV值为0.000 1λ; 旋转偏心误差达到3 pixel时, 测量误差PV值为0.005λ。实验结果显示: 测得实际样品的绝对检测精度PV10值为0.041 5 λ, RMS值为0.008 7 λ, 小于常规干涉检测所得结果; 对同一平面两次独立的绝对检测结果进行点对点作差处理, 从而获得残差图, 其残差图PV10值为0.004 λRMS值为0.000 5 λ。实验结果表明了该方法的高重复性和有效性。
光学干涉测量 绝对检测 奇偶函数 面形精度 optical interferometry absolute test even or odd functions surface accuracy
Author Affiliations
Abstract
1 Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94551, USA
2 University of California, Davis, CA 95616, USA
We present an interferometry setup and the detailed fringe analysis method for intense short pulse (SP) laser experiments. The interferometry scheme was refined through multiple campaigns to investigate the effects of pre-plasmas on energetic electrons at the Jupiter Laser Facility at Lawrence Livermore National Laboratory. The interferometer used a frequency doubled ( D 0:527 mm) 0.5 ps long optical probe beam to measure the pre-plasma density, an invaluable parameter tobetter understand how varying pre-plasma conditions affect the characteristics of the energetic electrons. The hardware of the diagnostic, data analysis and example data are presented. The diagnostic setup and the analysis procedure can be employed for any other SP laser experiments and interferograms, respectively.finish the manuscript. This work was performed under the auspices of the US DOE by LLNL under contract no. DEAC52-07NA27344 and funded by the LDRD (12-ERD-062) program.
Mach–Zehnder interferometer Mach–Zehnder interferometer optical interferometry optical interferometry picosecond probe picosecond probe plasma density plasma density short pulse laser short pulse laser High Power Laser Science and Engineering
2016, 4(3): 03000e26
1 苏州科技学院 数理学院, 江苏 苏州 215009
2 江苏省企业研究生工作站, 江苏 苏州, 215123
3 苏州慧利仪器有限责任公司, 江苏 苏州 215123
针对现有干涉图校准方法的不足, 提出了一种基于加权最小二乘法的干涉图校准方法。根据干涉图中标准件边缘与干涉条纹边缘之间的差异, 用合适大小的掩模对标准件的边缘进行初步判定和提取, 再利用加权最小二乘法对提取出的边缘进行精确定位。通过计算标准件中已知尺寸部分在干涉图中所占据的像素数目, 求出每个像素代表的实际距离, 完成校准。实验表明, 该方法的计算耗时较霍夫变换法减少一半, 定位精度小于1个像素, 且适用于不同对比度的干涉图, 具有很强的实用性。
光学干涉测量 边缘检测 加权最小二乘法 干涉图校准 optical interferometry edge detection weighted least square interferogram’s calibration
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
为了解决普通二维光栅在动态干涉术中光能量利用不足的问题，使用标量衍射理论和傅里叶分析法对矩形正交位相光栅和棋盘型位相光栅的衍射效率进行推导,分别对两种光栅的最佳工作级次选择策略进行研究。分析结果表明，当分光器件为矩形正交位相光栅时,应选择(0, ±1)级与(±1，0)级作为动态干涉仪的工作级次，光能量利用率达到54.4%；当分光器件为棋盘位相光栅时，应选择(±1，±1)级作为动态干涉仪的工作级次，光能量利用率达到65%。实验对比了两种光栅在动态干涉仪上的应用效果，当选用(±1，±1)级作为工作级次时，结果表明使用棋盘型位相光栅的应用效果优于矩形正交位相光栅。因此在动态干涉仪中使用棋盘位相光栅并选用(±1，±1)级作为工作级次能够消除光能量利用不足对测量造成的影响。
光学干涉测量 动态干涉仪 位相光栅 衍射效率 optical interferometry dynamic interferometer phase grating diffraction efficiency
1 北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
2 北京航空航天大学 新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室, 北京 100191
介绍了一种以微米衍射光栅为敏感元件的微机电加速度计敏感头的加工和性能。硅质量块底部加工有铝反射膜, 透明玻璃基底上制作有金微米光栅, 中间为空气腔, 经硅玻璃阳极键合, 构成敏感头的核心敏感部件。光源透过透明基底, 照射在光栅上, 在反射场内会产生一系列衍射级次, 且各级次衍射光强与外界加速度之间呈函数关系。完成了微米光栅加速度计敏感头的加工, 搭建了实验测试平台, 完成了加速度计的灵敏度以及静电驱动性能测试。为未来新型集成式微米光栅加速度计设计和加工提供参考。
加速度传感器 微米光栅 光学干涉 静电驱动 acceleration sensor micro-grating optical interferometry electrostatic actuation 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024147
广东工业大学 自动化学院, 广东 广州 510006
为了快速动态测量树脂基复合材料内部的受力变形情况, 利用光学干涉谱域相位对照B扫描方法, 对存在孔洞缺陷的树脂基复合材料样件内部的离面位移场和应变场进行了测量。分别对机械载荷和热载荷作用下的复合材料样件进行了弯曲变形和热变形实验, 然后对实验中得到的相位差数据进行解卷绕, 计算得出了材料内部的离面位移场分布和应变场分布。实验显示: 得到的结果能够清晰反映复合材料内部缺陷周围受力变形的动态过程, 观测到的材料应力集中区域的位移和应变明显大于完好部分, 透视得到了测量材料表层以下1 mm连续深度的变形情况。该方法能够实现亚微米级的位移场测量精度, 并可对材料的变形过程进行动态测量, 是一种进行材料力学特性分析的有效手段。
树脂基复合材料 力学测量 位移场 应变场 光学干涉 B扫描 resin composite mechanical measurement displacement field strain field optical interferometry B-scan 光学 精密工程
2014, 22(12): 3217
