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1、數(shù)字全息術(shù),即數(shù)字記錄全息圖及數(shù)字再現(xiàn)全息圖,為全息術(shù)提供了另一種記錄和再現(xiàn)方式。它是以CCD作為記錄介質(zhì)直接記錄物場(chǎng)的全息圖,并存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī),再以數(shù)字方式再現(xiàn),得到原始物場(chǎng)波前分布。由于其結(jié)合了計(jì)算機(jī)的數(shù)字性和光學(xué)全息術(shù)的三維性等優(yōu)點(diǎn),因此,在光測(cè)量方面具有很好的應(yīng)用前景,已廣泛的應(yīng)用于科研、工程、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。粒子場(chǎng)的測(cè)試和診斷在許多工程技術(shù)及科研領(lǐng)域有著重要的意義,在眾多的測(cè)試方法中,全息攝影法以其不干擾流場(chǎng),測(cè)量粒子尺寸范圍大
2、、拍攝景深大、可再現(xiàn)三維粒子場(chǎng)信息以及分辨率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 本論文根據(jù)數(shù)字全息術(shù)的特點(diǎn),提出將數(shù)字全息技術(shù)應(yīng)用到水下粒子場(chǎng)探測(cè)領(lǐng)域。圍繞這個(gè)內(nèi)容,本文從理論分析、計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了初步的研究,主要完成了以下工作: 1.介紹了傳統(tǒng)的光學(xué)全息術(shù)和數(shù)字全息技術(shù)的基本原理,建立了數(shù)字全息圖記錄和數(shù)值再現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)數(shù)字全息的數(shù)值重現(xiàn)算法以及相關(guān)的數(shù)字圖像處理方法進(jìn)行了詳盡的理論分析。分析了水下環(huán)境對(duì)
3、全息記錄所帶來(lái)的影響,對(duì)數(shù)字全息進(jìn)行水下全息探測(cè)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了介紹。 2.給出兩種不同的數(shù)值再現(xiàn)思路,即菲涅耳變換法和卷積法,完成了數(shù)字全息記錄及重現(xiàn)程序的編寫(xiě)。對(duì)平面物體和理想三維物體的全息圖記錄及重現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,并對(duì)全息圖進(jìn)行了數(shù)值重現(xiàn),然后根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果對(duì)再現(xiàn)方法進(jìn)行了驗(yàn)證和改進(jìn)。 3.討論了CCD參數(shù)對(duì)記錄條件的限制,并根據(jù)水下環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)水下數(shù)字全息探測(cè)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。將數(shù)字全息技術(shù)應(yīng)用于水
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