莫尔层析投影相位提取技术研究

摘要

光学计算层析技术(OCT)是以激光为探测光源,通过CT理论对透明介质进行定量检测的技术,具有非接触、实时、三维定量检测的优点,是气动流场检测的一种重要实现手段。莫尔层析技术基于光学莫尔方法,以偏折角为投影数据,具有测量动态范围大,抗干扰能力强的优点,适用于震动环境下的气动流场检测。要实现高精度的莫尔层析检测,从莫尔条纹图像中提取莫尔层析投影数据是关键而重要的一步。本文主要从标量衍射理论出发,对莫尔条纹的形成机制进行了分析,并设计了三光栅莫尔层析光路来通过空间相移的方法提取莫尔层析投影相位。
　　 主要工作内容如下:
　　 1.用傅里叶光学的方法分析了传统的双光栅莫尔层析系统,发现其投影图像的±1级具有空间相移特性。
　　 2.提出三光栅莫尔层析系统,同样用傅里叶光学方法进行分析,给出了其投影图像光强分布的表达式,研究了投影图像的空间相移特性。
　　 3.提出了三光栅莫尔层析系统投影数据的提取方法——六步相移算法,就此方法展开模拟实验,验证了此方法的可行性;在模拟实验中,还就三光栅系统参数对投影图像的空间相移特性的影响做出了详细的讨论。这些理论分析对实际应用具有很高的参考价值。
　　 4.搭建了三光栅莫尔层析系统的实验光路,采集了莫尔层析投影图像,使用六步相移算法提取空间相位信息,检验了六步相移算法的可行性。