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近似无衍射栅型结构光的实现方法及相关理论研究

作　者: 瞿丹
导　师: 周莉萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 无衍射栅型结构光 三角截面棱镜 投影光源 光栅投影轮廓术
分类号: O436
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文结合无衍射理论和结构光的特性,研究了一种新的近似无衍射栅型结构光,这种结构光具有焦深长、线宽细、在一定范围内光场分布稳定、不随传播距离变化等特点,与传统的结构光照明相比,在测量精度、测量范围、以及结构的简单性与稳定性等方面有明显的优势,是一种适合光栅投影三维轮廓测量的优质光源,可以广泛应用于求逆工程、质量控制、生物工程、机器视觉,医疗诊断等领域,尤其在角膜三维轮廓的测量中具有很大的潜力。本文的主要工作如下:提出了一种新的近似无衍射栅型结构光的概念及其实现方法—三角截面棱镜法,分别在干涉模式和衍射模式下对这种方法进行理论分析和计算,并对这种无衍射栅型结构光的光场分布进行了数值仿真。对无衍射栅型结构光的实现系统进行ZEMAX建模,验证了该系统的可行性;根据理论和建模的指导组建实验系统,对实验结果进行图像处理和特性研究,与理论分析较为一致,证明了无衍射栅型结构光的无衍射性和栅型结构等特点。与其他结构光源相比较,说明了其应用于物体三维轮廓测量的优势。对无衍射栅型结构的实现系统进行误差分析的理论研究和ZEMAX建模仿真,分别讨论了几种可能产生系统误差的情况,如光源斜入射、光源为球面波、棱镜底角误差、棱镜底角不对称误差和棱镜脊线加工误差等,给出了这些因素所产生的误差结果,对实验系统起修正和指导作用。

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 物理光学（波动光学）
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