摘要:文章基于
Matlab 軟件及
圖像處理技術(shù),編寫了簡明且易于操作的 GUIDE 交互界面,對(duì)
光學(xué)實(shí)驗(yàn)中靜態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)量情況下拍攝的干涉條紋圖樣,分別進(jìn)行計(jì)算處理并完成實(shí)驗(yàn)測(cè)量目標(biāo)。圖像處理程序采用了高斯模糊、二值化等方法凸顯重要信息,利用算法構(gòu)建表面三維圖亦或?qū)崿F(xiàn)條紋移動(dòng)特征的探測(cè)、建立三維模型,精確計(jì)算出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此方法適用于各種復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)測(cè)量情景,為
光學(xué)干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一種可視化的思路。
]q CCCI` 2}jC%jR2 關(guān)鍵詞:光學(xué);干涉;Matlab;GUI;圖像處理;圖像測(cè)量
Zia<$kAO Z@ZSn0 光的干涉現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中,其中,根據(jù)光的特性實(shí)現(xiàn)物理參量精確測(cè)量的案例數(shù)不勝數(shù);A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)作為本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的入門課程,涵蓋了數(shù)個(gè)利用光學(xué)干涉現(xiàn)象對(duì)距離、位移、角度進(jìn)行測(cè)量的實(shí)驗(yàn),這些光學(xué)實(shí)驗(yàn)可按照實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程劃分為靜態(tài)實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量過程中光路、樣品均不發(fā)生改變,通過測(cè)量光強(qiáng)的分布得到相關(guān)物理
參數(shù);動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)光路、樣品發(fā)生變化時(shí),測(cè)量光強(qiáng)等參數(shù)的變化的趨勢(shì),并研究相關(guān)物理量。
3KN>t)A# XL!^tMk 基礎(chǔ)物理光學(xué)類實(shí)驗(yàn)中,斜劈空隙夾角的測(cè)量與牛頓環(huán)曲率的測(cè)量作為典型的靜態(tài)實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)的測(cè)量方法頗為繁瑣且僅記錄了一個(gè)維度上的數(shù)據(jù)信息,處理數(shù)據(jù)時(shí)利用的逐差算法又降低了數(shù)據(jù)的利用率,造成有效信息的浪費(fèi)[1]。目前已有研究小組使用 Matlab 軟件對(duì) CMOS 拍攝的干涉圖樣進(jìn)行處理,取得了較高精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[1-6,8]。本文基于 Matlab 平臺(tái),結(jié)合圖像處理與數(shù)值運(yùn)算方法根據(jù)二維圖像構(gòu)建出表面三維圖,實(shí)現(xiàn)樣品參數(shù)的精確測(cè)量。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)亦在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中占有重要地位,本文以壓電陶瓷電壓相位曲線測(cè)量和等傾干涉干涉條紋三維模型構(gòu)建作為示例,展示了圖像處理與數(shù)字運(yùn)算方法在動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)量中的極大應(yīng)用前景。
2V)qnMxAZJ {&d )O 1 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)量
6UnWtLE
UhVJ!