| gangzi0801 |
2023-06-13 10:20 |
基于Matlab圖像處理的光學(xué)干涉實驗測量研究
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，對光學(xué)實驗中靜態(tài)實驗測量和動態(tài)實驗測量情況下拍攝的干涉條紋圖樣，分別進行計算處理并完成實驗測量目標。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)條紋移動特征的探測、建立三維模型，精確計算出相應(yīng)實驗結(jié)果。此方法適用于各種復(fù)雜的實驗測量情景，為光學(xué)干涉實驗測量實驗教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計提供了一種可視化的思路。 m^b Nuo
*T5!{
關(guān)鍵詞：光學(xué)；干涉；Matlab；GUI；圖像處理；圖像測量 =zKhz8B(
.
koYHq
光的干涉現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，其中，根據(jù)光的特性實現(xiàn)物理參量精確測量的案例數(shù)不勝數(shù)�；A(chǔ)物理實驗作為本科生實驗教學(xué)的入門課程，涵蓋了數(shù)個利用光學(xué)干涉現(xiàn)象對距離、位移、角度進行測量的實驗，這些光學(xué)實驗可按照實驗測量過程劃分為靜態(tài)實驗與動態(tài)實驗。靜態(tài)實驗中，測量過程中光路、樣品均不發(fā)生改變，通過測量光強的分布得到相關(guān)物理參數(shù)；動態(tài)實驗中，當光路、樣品發(fā)生變化時，測量光強等參數(shù)的變化的趨勢，并研究相關(guān)物理量。 xO&eRy?%
y~F,0"N\r
基礎(chǔ)物理光學(xué)類實驗中，斜劈空隙夾角的測量與牛頓環(huán)曲率的測量作為典型的靜態(tài)實驗，傳統(tǒng)的測量方法頗為繁瑣且僅記錄了一個維度上的數(shù)據(jù)信息，處理數(shù)據(jù)時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[1]。目前已有研究小組使用 Matlab 軟件對 CMOS 拍攝的干涉圖樣進行處理，取得了較高精度的實驗結(jié)果[1-6,8]。本文基于 Matlab 平臺，結(jié)合圖像處理與數(shù)值運算方法根據(jù)二維圖像構(gòu)建出表面三維圖，實現(xiàn)樣品參數(shù)的精確測量。動態(tài)實驗亦在大學(xué)物理實驗中占有重要地位，本文以壓電陶瓷電壓相位曲線測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)字運算方法在動態(tài)實驗測量中的極大應(yīng)用前景。 22.8PO0
X&7 F_#s
1 靜態(tài)實驗測量 /+@p7FqlE
%O!
| |