基于剪切干涉原理的测振研究-昆明理工大学学报.PDF

第３９卷 第１期 昆明理工大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ１ 　 ２０１４年２月　 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｆｅｂ．２０１４  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－８５５ｘ．２０１４．０１．００９ 基于剪切干涉原理的测振研究 陈　虹 （昆明理工大学 理学院，云南 昆明６５００９３） 摘要：由于时间平均全息再现光场被第一类零阶贝塞尔函数调制，传统的时间平均全息术利用 再现像光强实现振幅分布的检测，但受散斑等噪声的影响，往往得不到满意的结果．因第一类零 阶贝塞尔函数的相位只有０和 两个取值，通过再现光场的相位确定振幅分布，比传统方法更 π 佳，但所需计算量较大．研究通过将剪切原理引入到时间平均数字全息测振中，不需要完成相位 解包裹运算，直接利用剪切干涉图查找相位跳跃区域，并据此快速检测振幅分布．模拟计算和实 验证明该方法所需计算量比利用再现光场的相位测振少，效果比用再现像光强测振好． 关键词：时间平均；数字全息；剪切干涉；振动测量 中图分类号：Ｏ４３６１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－８５５Ｘ（２０１４）０１－００４８－０５ ＶｉｂｒａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＳｈｅａｒｉｎｇＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ＣＨＥＮＨｏｎｇ （ＦａｃｕｌｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗａｖｅｆｒｏｎｔｏｆｔｉｍｅ－ａｖｅｒａｇｅｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｉｓｍｏｄｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｆｉｒｓｔｋｉｎｄｚｅｒｏ－ｏｒｄｅｒ Ｂｅｓｓｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｉｍａｇｅｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｉｍｅ－ａｖｅｒａｇｅｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ，ｂｕｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｎｏｉｓｅｉｎｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅａ ｂｏｖｅｆａｃｔｓ，ｓａｔｉｓｆｉｅｄｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｎｏｔｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｋｉｎｄｚｅｒｏ－ｏｒｄｅｒＢｅｓｓｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎ ｈａｓｏｎｌｙｂｉｎａｒｙｖａｌｕｅｓｆｏｒ０ａｎｄ ，ｍａｋｅｓｕｒｅｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｈａｓｅｆｏｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ π ｗａｖｅｆｒｏｎｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ｂｕｔｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｌｏａｄｉｓｍａｓｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｈｅａｒｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙｔｉｍｅ－ａｖｅｒａｇｅｈｏｌｏｇｒａｐｈ，ｉｔｄｏｅｓｎｏｔｎｅｅｄｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅｐｈａｓｅｕｎｗｒａｐｐｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｕｔｕｓｅｏｆｓｈｅａｒｉｎｇｉｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍｔｏｆｉｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｐｈａｓｅｈｏｐｐｉｎｇａｎｄｒａｐｉｄｄｅｔｅｃ ｔｉｏｎｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｌｏａｄｔｈａｎｕｓｉｎｇｔｈｅｐｈａｓｅｆｏｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗａｖｅｆｒｏｎｔ