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基于改进型重复控制的光程扫描控制系统设计 预览
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作者 郭兰杰 王浩 +2 位作者 王淳 马文坡 林喆 《航天返回与遥感》 CSCD 2019年第1期32-40,共9页
为获取高分辨率、高准确度的精细光谱,在光谱探测系统中,需要实现大光程差,高平稳的往复扫描调制;扫描过程是由电机驱动。文章通过分析扫描特性,建立了永磁同步直线电机的数学模型,设计了速度反馈环和比例积分控制器的位置反馈环。鉴于... 为获取高分辨率、高准确度的精细光谱,在光谱探测系统中,需要实现大光程差,高平稳的往复扫描调制;扫描过程是由电机驱动。文章通过分析扫描特性,建立了永磁同步直线电机的数学模型,设计了速度反馈环和比例积分控制器的位置反馈环。鉴于电机机械轴承存在摩擦,会产生周期性干扰力矩,造成速度波动,文章提出改进型重复控制方法进行抑制。仿真结果表明,当角镜往复扫描时,与PI控制器相比,改进型重复控制器能够根据每个周期的误差值调整控制量,经过3个周期将速度波动降低了73%;当系统存在周期性外界扰动时,速度调整能力提高了40%。所提出的方法能够实现干涉光程差扫描的匀速性,对干扰力矩有较强的自适应能力,为伺服系统跟踪或抑制重复性外激励信号提供借鉴. 展开更多
关键词 光谱分辨率 光程差 比例积分控制 重复控制 光学遥感
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数字微镜器件在会聚成像光路中的像差分析
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作者 孙永强 胡源 +2 位作者 王月旗 王祺 付跃刚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期144-149,共6页
数字微镜器件(DMD)应用于会聚成像光路中时,其表面微镜绕各自旋转轴做偏转运动,且微镜相对平面反射镜呈非连续分布,这导致了经过DMD反射后的光束轴外视场主光线与轴上视场主光线存在光程差。利用几何光学和像差理论,在基于DMD的会聚成... 数字微镜器件(DMD)应用于会聚成像光路中时,其表面微镜绕各自旋转轴做偏转运动,且微镜相对平面反射镜呈非连续分布,这导致了经过DMD反射后的光束轴外视场主光线与轴上视场主光线存在光程差。利用几何光学和像差理论,在基于DMD的会聚成像光路中得到了DMD面上的像高、光线入射角度、DMD像素大小及偏转角与最终光程差之间的关系。分析了影响光学系统像质的因素及补偿方法,并通过仿真模拟和实验验证了理论的正确性。该研究结果对采用DMD器件的光学系统设计和装调均具有重要意义。 展开更多
关键词 成像系统 成像分析 光程差 数字微镜器件 焦深
法布里-珀罗干涉仪测平板玻璃折射率的方法研究 预览
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作者 严琪琪 唐芳 +2 位作者 沈嵘 许怀哲 李华 《物理实验》 2019年第5期22-25,28共5页
根据光线在法布里-珀罗干涉仪中的传播特点,提出了测量平板玻璃折射率的方法.首先对法布里-珀罗干涉仪中插入平板玻璃前、后所产生的相邻等倾干涉亮纹直径平方的差值和法布里-珀罗干涉仪内、外介质的折射率之间的关系分别进行了理论分析... 根据光线在法布里-珀罗干涉仪中的传播特点,提出了测量平板玻璃折射率的方法.首先对法布里-珀罗干涉仪中插入平板玻璃前、后所产生的相邻等倾干涉亮纹直径平方的差值和法布里-珀罗干涉仪内、外介质的折射率之间的关系分别进行了理论分析;然后搭建实验光路,使用移测显微镜对干涉亮纹直径进行观察和测量,在平板玻璃厚度已知的前提下,即可得出平板玻璃的折射率,且实验中观察到的现象和测量结果与理论分析相吻合. 展开更多
关键词 法布里-珀罗干涉仪 折射率 光程差 等倾干涉 干涉圆环直径
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全息照相实验影响因素分析 预览
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作者 於子奇 於黄忠 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第6期193-197,220共6页
该文对全息照相实验中影响全息图成像质量的外界因素进行了系统的实验研究与结果分析,得出全息照相中最佳成像条件,并给出合理的分析解释,对于提高全息照相实验教学效果和扩展全息原理在实际生活中的应用有一定的指导价值。
关键词 全息照相 成像质量 光强 光程差 曝光时间
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基于光纤Mach-Zehnder干涉仪多普勒激光雷达鉴频器的校准及风速探测 预览
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作者 汪丽 陈凯 +5 位作者 陈旭 高飞 王骏 闫庆 晏雯秀 华灯鑫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期15-19,共5页
分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1m变化到1.5m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速变... 分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1m变化到1.5m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速变化1m/s对应的最高灵敏度为2.15%.光程差误差将导致风速反演误差.当光程差为0.1459m和1.0889m时,1nm的光程差误差将导致反演风速误差分别为1.028m/s和0.138m/s.应用激光波长调谐的方法得到光纤Mach-Zehnder干涉仪的透过率曲线,由自由光谱范围精确确定了光程差的值.应用此干涉仪作为鉴频器的激光雷达完成了实际风速探测,反演风速与相干探测风速具有较好的一致性,证明了校准探测的正确性. 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 光纤Mach-Zehnder干涉仪 光程差 校准 激光波长调谐
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影响激光全息照相实验成像效果的因素解析 预览
6
作者 杨超舜 尹剑波 +1 位作者 侯泉文 庞述先 《物理与工程》 2019年第3期63-67,75共6页
激光全息照相实验是近代物理实验的重要实验之一,实验中的一些因素将影响成像效果,对这些因素作具体分析,有助于提升激光全息照相实验的成像效果。从激光全息照相基本原理出发,结合实验室具体条件,配合直观图解,对物光与参考光的光程差... 激光全息照相实验是近代物理实验的重要实验之一,实验中的一些因素将影响成像效果,对这些因素作具体分析,有助于提升激光全息照相实验的成像效果。从激光全息照相基本原理出发,结合实验室具体条件,配合直观图解,对物光与参考光的光程差、物光与参考光的夹角、曝光显影定影过程、物光与参考光的强度比、物与全息干版相对位置等因素作了详细分析与解释,给出了最优参数。这些解释和优化参数有效提高了课堂上实验的效率及成像效果,有助于学生更深入地理解激光全息照相实验的原理,提升学生的物理实验技能。 展开更多
关键词 激光全息照相 成像效果 光程差 相干性 显影 定影
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基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法 预览 被引量:2
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作者 王琛 刘通 +2 位作者 邵琼玲 任元 王刚 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期47-56,共10页
为了制备高质量涡旋光,对基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法进行了理论分析、改进设计和实验验证.介绍了高斯光束叠加和附加相位差π产生的原理,在分析干涉回路对横向剪切量影响的基础上,搭建了基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备装置,给出... 为了制备高质量涡旋光,对基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法进行了理论分析、改进设计和实验验证.介绍了高斯光束叠加和附加相位差π产生的原理,在分析干涉回路对横向剪切量影响的基础上,搭建了基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备装置,给出了搭建实验平台的相关注意事项,并利用本方法分别制备出拓扑荷数为+1、-1的涡旋光.涡旋光在不同传播距离下拓扑荷数始终保持为+1或-1.基于光斑可调的改进实验装置可有效提高涡旋光质量. 展开更多
关键词 涡旋光 SAGNAC干涉仪 横向剪切 线性相位 光程差
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转镜透射式傅里叶光谱仪光程差的非线性分析 预览
8
作者 胡德信 韩顺利 张志辉 《红外》 CAS 2018年第4期39-42,共4页
转镜透射式傅里叶光谱仪具有可靠性高、光谱分辨率高、测试速度快等优点,但在正常匀速转动扫描光程差的情况下,存在光程差的非线性问题。针对转镜透射式傅里叶光谱仪的光程差的扫描非线性问题进行了分析,提出了一种光程差非线性数学计... 转镜透射式傅里叶光谱仪具有可靠性高、光谱分辨率高、测试速度快等优点,但在正常匀速转动扫描光程差的情况下,存在光程差的非线性问题。针对转镜透射式傅里叶光谱仪的光程差的扫描非线性问题进行了分析,提出了一种光程差非线性数学计算模型,建立了转镜光程差方程,并进行了MATLAB仿真分析。通过速度反馈电机控制转镜匀速旋转时,根据本文的非线性光程差方程可获得等光程差对应的时间非均匀关系,从而可实现时间的非均匀采样,并反演出准确光谱,而不必采用稳频氦氖激光器触发采样,可以节省成本和减小仪器的体积与重量。 展开更多
关键词 转镜傅里叶光谱仪 光程差 非线性
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倾斜波面干涉仪中光纤阵列型点源发生器的光程误差标定方法
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作者 李小柳 沈华 +4 位作者 李嘉 朱雪妍 姚德超 路晴 朱日宏 《光学学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期110-115,共6页
分析了光纤阵列型点源发生器相对于透镜阵列型点源发生器的优势。针对光纤阵列型点源发生器各光纤出射光束之间存在初始光程差的问题,提出了基于马赫-曾德尔全光纤干涉仪和小数重合法的光程差检测方法。测量各光束间的光程差并将其引入... 分析了光纤阵列型点源发生器相对于透镜阵列型点源发生器的优势。针对光纤阵列型点源发生器各光纤出射光束之间存在初始光程差的问题,提出了基于马赫-曾德尔全光纤干涉仪和小数重合法的光程差检测方法。测量各光束间的光程差并将其引入到倾斜波面干涉系统的误差模型中,以消除其对被测件面形偏差解算的影响。结果表明,该检测系统的测量不确定度为0.07λ3(λ3=632.8nm)。分别使用基于光纤阵列的倾斜波面干涉系统和ZYGO干涉仪对抛物面镜片进行测量,二者获得的面形偏差结果一致。 展开更多
关键词 测量 点源发生器 光纤阵列 小数重合法 光程差
一个薄膜干涉问题的分析 预览
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作者 张树忠 张敏 王丽 《烟台南山学院学报》 2017年第3期33-34,共2页
在分析与求解光的劈尖干涉时,讨论几种不同情况下的劈尖,然后根据极大、极小条件得到相应的计算公式,可避免在计算当中出现错误结果。
关键词 劈尖 光的干涉 半波损失 光程 光程差
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双路四通道同时干涉成像光谱仪 被引量:1
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作者 步苗苗 牛明生 +4 位作者 王田 韩培高 郝殿中 马丽丽 宋连科 《光学学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期126-134,共9页
双路四通道同时干涉成像光谱仪以视场光阑代替狭缝,无旋转和移动部件,通过消色差分光棱镜和Savart偏光镜将入射光分为四对相干光束,同时在探测器上获取四幅不同偏振信息的目标图像,进而利用傅里叶变换运算并对数据进行处理得到偏振光谱... 双路四通道同时干涉成像光谱仪以视场光阑代替狭缝,无旋转和移动部件,通过消色差分光棱镜和Savart偏光镜将入射光分为四对相干光束,同时在探测器上获取四幅不同偏振信息的目标图像,进而利用傅里叶变换运算并对数据进行处理得到偏振光谱图像。分析系统结构和原理得出不同偏振状态下的干涉强度表达式,四幅干涉图相加获取目标图像的总强度,同一Savart偏光镜的干涉强度相减获得纯干涉条纹,将两纯干涉条纹进行加减运算可降低系统的背景噪声,提高了系统信噪比。在考虑晶体色散关系的基础上分析讨论了光程差随波长、入射角、入射面与晶体主截面夹角以及晶体厚度的变化,在傍轴条件下设计出横向剪切量、成像透镜焦距和晶体厚度的具体参数,实现了高光谱分辨率成像,为新型干涉成像光谱仪的设计与应用提供了一种新方案。 展开更多
关键词 成像系统 干涉成像光谱仪 偏振分束器 Savart偏光镜 光程差
驱动电压对向列型液晶调制相位的影响 预览 被引量:1
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作者 郭弘扬 杜升平 《国外电子测量技术》 2017年第12期28-31,共4页
液晶作为空间光调制器控制系统的核心器件,其向相位调制特性能对液晶器件的驱动设计、特性的分析具有重大作用。根据液晶弹性体理论和动力学方程,通过差分法迭代法计算出外加电压下液晶分子指向矢随位置变化的分布。根据液晶分子指向矢... 液晶作为空间光调制器控制系统的核心器件,其向相位调制特性能对液晶器件的驱动设计、特性的分析具有重大作用。根据液晶弹性体理论和动力学方程,通过差分法迭代法计算出外加电压下液晶分子指向矢随位置变化的分布。根据液晶分子指向矢的分布情况和液晶的电控双折射效应,得到向列型液晶调制相位随驱动电压变化关系。仿真得出,在液晶的驱动电压从0-5V的过程中,液晶指向矢可以实现0-4π的调制相位变化。实验结果证明,随着驱动电极电压的变化,液晶0-4π的相位调制,实现了对液晶相位调制相位的测量。 展开更多
关键词 液晶 指向矢 光程差 相位调制
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迈克尔逊干涉仪测量空气折射率随温度变化 预览 被引量:3
13
作者 孙凡 《电子测试》 2017年第4X期37-37,31共2页
在迈克尔逊干涉仪一光路中固定一透明玻璃管,通过改变玻璃管内空气的压强来观察干涉条纹的'吞吐'数量,来计算空气折射率.本文将研究改变开放玻璃管内空气温度时,测量干涉条纹的'吞吐'数来测量空气折射率,为迈克尔逊干... 在迈克尔逊干涉仪一光路中固定一透明玻璃管,通过改变玻璃管内空气的压强来观察干涉条纹的'吞吐'数量,来计算空气折射率.本文将研究改变开放玻璃管内空气温度时,测量干涉条纹的'吞吐'数来测量空气折射率,为迈克尔逊干涉仪测空气折射率提供了一种新的思路和操作方法. 展开更多
关键词 迈克尔逊干涉仪 光程差 空气折射率
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新型干涉高光谱成像系统的光束剪切特性分析 预览
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作者 李建欣 柏财勋 +3 位作者 刘勤 沈燕 徐文辉 许逸轩 《物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第19期37-48,共12页
提出了一种基于新型双折射横向剪切分束器的高光谱成像方法,采用的横向剪切分束器主要由Wollaston棱镜和角锥反射体组成.在分析双折射分束器的偏光结构和分光机理的基础上,利用光线追迹方法分析了光束在Wollaston棱镜中的传播特性,通过... 提出了一种基于新型双折射横向剪切分束器的高光谱成像方法,采用的横向剪切分束器主要由Wollaston棱镜和角锥反射体组成.在分析双折射分束器的偏光结构和分光机理的基础上,利用光线追迹方法分析了光束在Wollaston棱镜中的传播特性,通过计算光束在双折射分束器中的传播方向及出射位置,推导出调制光程差的理论表达公式.根据理论推导结果,分别仿真分析了系统在不同扫描模式下光程差与入射光视场角以及角锥顶点偏移量的调制关系.基于理论分析结果搭建了实验装置,对光程差分析结果进行验证,实验结果与理论分析结果匹配较好.所提方法可以提高剪切光束的平行性,保证干涉条纹的高调制度,降低了复原光谱准确度对光学装调精度和元件加工精度的依赖性,具有结构稳定、复杂度低的显著特点. 展开更多
关键词 光谱学 干涉 双折射 光程差
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雷诺数对超声速气膜气动光学效应影响的实验研究 预览 被引量:2
15
作者 丁浩林 易仕和 +3 位作者 付佳 吴宇阳 张锋 赵鑫海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期169-176,共8页
受到风洞实验能力的限制,高速飞行器气动光学效应实验很难与其实际飞行情况完全一致。雷诺数作为重要的相似准则数,在经典流体力学风洞实验中应用广泛,研究其对于气动光学效应的影响,对于建立气动光学相似准则具有重要意义。基于∏定理... 受到风洞实验能力的限制,高速飞行器气动光学效应实验很难与其实际飞行情况完全一致。雷诺数作为重要的相似准则数,在经典流体力学风洞实验中应用广泛,研究其对于气动光学效应的影响,对于建立气动光学相似准则具有重要意义。基于∏定理对可能影响气动光学效应的变量进行分析,证明了雷诺数是影响气动光学效应的一个相似准则数;通过创新性设计变雷诺数实验装置,可以实现喷流单位雷诺数在106~108 m-1范围内变化。通过选取八个典型的雷诺数,并利用BOS-WS(BOSbased Wavefront Sensor)技术测量了对应状态的光程差,通过函数拟合的方法得到了光程差的均方根值与雷诺数之间的幂函数关系式。通过对不同孔径下的测量结果进行对比和归一化处理可以发现,对于二维超声速气膜而言,观察孔径尺寸并不会对获取的规律产生影响。 展开更多
关键词 气动光学 雷诺数 超声速气膜 相似准则 光程差
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一种基于傅里叶变换和图像二值化阈值遍历的干涉条纹角度计算方法 预览 被引量:1
16
作者 王超燕 陈欣扬 +3 位作者 郑立新 李可新 蔡建清 丁媛媛 《天文研究与技术》 CSCD 2017年第3期369-375,共7页
消除综合孔径望远镜子孔径之间的相对光程差是实现高分辨率干涉成像的前提条件,条纹检测法是一种检测相对光程差的有效办法。因子孔径的空间位置排布使干涉条纹具有一定的方向性,若不能精确获知干涉条纹的角度,则无法沿条纹的法线方... 消除综合孔径望远镜子孔径之间的相对光程差是实现高分辨率干涉成像的前提条件,条纹检测法是一种检测相对光程差的有效办法。因子孔径的空间位置排布使干涉条纹具有一定的方向性,若不能精确获知干涉条纹的角度,则无法沿条纹的法线方向行采样,进而无法根据对比度变化曲线的最大值获得子孔径之间的最小光程差位置。提出了一种基于傅里叶变换和图像二值化阈值遍历的获得干涉条纹角度的方法,首先介绍了算法的基本原理,其次通过对条纹角度为43°的仿真数据进行算法验证得到的角度为43.0078°,与理论值的误差为0.018%,证实了方法的可行性。最后对比了未旋转相机和旋转相机两种情况下的条纹对比度变化曲线,可知通过旋转相机使条纹转至相机靶面纵轴方向再进行采样的办法,更有利于精确得到相对光程差的最小位置。 展开更多
关键词 傅里叶变换 阈值 干涉条纹 条纹角度 光程差
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光学方解石晶体温度特性
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作者 吴福全 吴闻迪 +1 位作者 苏富芳 史萌 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期259-264,共6页
利用热膨胀系数张量推导出光学方解石晶体(OCC)的任意方向热膨胀系数的表达式,确定了晶体的零膨胀方向;推导出晶体任意方向双折射率的温度变化量的表达式,并给出晶体中任意方向光程差随温度的变化关系。结果表明,对应方位角为65.35... 利用热膨胀系数张量推导出光学方解石晶体(OCC)的任意方向热膨胀系数的表达式,确定了晶体的零膨胀方向;推导出晶体任意方向双折射率的温度变化量的表达式,并给出晶体中任意方向光程差随温度的变化关系。结果表明,对应方位角为65.35°或114.65°的方向是OCC的零膨胀方向;温度对晶体中光程差的影响随方位角的变化而变化,在垂直于晶体光轴的方向这种影响最大。 展开更多
关键词 物理光学 温度特性 光学方解石晶体 光程差 相位差
激光发散角测量的误差分析 预览 被引量:2
18
作者 张德斌 宋余华 +3 位作者 王全胜 杜亚清 张新兴 张豪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期926-929,共4页
为了研究产品装调过程中,套孔法和CCD成像法得到的激光发散角偏差较大原因,采用ZEMAX仿真进行了理论分析,并结合相关试验进行了验证。结果表明,在CCD白光观瞄系统中利用CCD成像法测量激光光斑大小时,由于白光与激光间存在光程差,计算激... 为了研究产品装调过程中,套孔法和CCD成像法得到的激光发散角偏差较大原因,采用ZEMAX仿真进行了理论分析,并结合相关试验进行了验证。结果表明,在CCD白光观瞄系统中利用CCD成像法测量激光光斑大小时,由于白光与激光间存在光程差,计算激光发散角时,需要消除光程差导致的图像误差的影响。激光光斑大小与距离符合双曲线规律变化。近场条件下不成线性关系,CCD成像法测量得到的激光光斑图像偏大,计算得到的激光发散角远大于套孔法的测量值;远场条件下近似成线性关系,套孔法及CCD成像法测算得到的激光发散角数值基本一致。该研究可以根据产品的设计参量,消除光程差对激光激光束散角的影响,提高测量精度。 展开更多
关键词 测量与计量 双曲线规律 CCD成像法 光程差
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干涉实验明暗条纹公式及条纹级次的讨论 预览
19
作者 李玉强 《伊犁师范学院学报:自然科学版》 2016年第1期91-96,共6页
针对现有教材对明、暗条纹干涉级次描述的不统一,通过分析光程差的对称性讨论构建明、暗条纹级次的取值,确定了杨氏双缝、夫琅禾费单缝衍射、平面光栅衍射图样中明、暗条纹公式.薄膜干涉实验中,级次k的取值采用光程差对称分布时的右半... 针对现有教材对明、暗条纹干涉级次描述的不统一,通过分析光程差的对称性讨论构建明、暗条纹级次的取值,确定了杨氏双缝、夫琅禾费单缝衍射、平面光栅衍射图样中明、暗条纹公式.薄膜干涉实验中,级次k的取值采用光程差对称分布时的右半区间描述,在考虑半波损失的情况下,给出了符合上述形式的等倾和等厚干涉光程差的数学表达式. 展开更多
关键词 干涉 光程差 条纹级次
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时空联合调制干涉成像光谱仪的坏像元校正 预览
20
作者 李谦 袁艳 操俊 《航天返回与遥感》 北大核心 2016年第6期76-84,共9页
时空联合调制干涉成像光谱仪通过获取景物目标的干涉图像序列,根据傅里叶变换光谱学理论,复原目标光谱信息。仪器探测器上坏像元的存在会破坏目标干涉图的连续性,造成干涉信息不能正确提取,导致目标反演光谱失真。文章分析了坏像元... 时空联合调制干涉成像光谱仪通过获取景物目标的干涉图像序列,根据傅里叶变换光谱学理论,复原目标光谱信息。仪器探测器上坏像元的存在会破坏目标干涉图的连续性,造成干涉信息不能正确提取,导致目标反演光谱失真。文章分析了坏像元校正后的精度与不同光程差位置对目标复原光谱的影响,提出了一种基于径向基神经网络的校正方法,方法复杂度低,实现简单。试验结果表明,文章提出的方法与空间维线性插值、双线性插值、邻域均值三种遥感影像常用坏像元校正方法相比,精度有明显改善。 展开更多
关键词 时空联合调制干涉成像光谱仪 干涉图像 光程差 坏像元 校正 高光谱遥感
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