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基于红外光照明的数字全息粒子场成像（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第2期 349-355页

作者：苏萍周柏臻郝治涛马建设任振波清华大学深圳国际研究生院西北工业大学物理科学与技术学院西北工业大学深圳研究院

在数字全息粒子场成像中，粒子衍射的孔径角很小，重构时具有很长的焦深，造成轴向定位精度远低于横向定位精度。增大照明波长，相当于增大粒子孔径角，因此可得到更高的轴向定位精度。采用红外相干光源照明粒子场，在不提升算法和系统... 详细信息

在数字全息粒子场成像中，粒子衍射的孔径角很小，重构时具有很长的焦深，造成轴向定位精度远低于横向定位精度。增大照明波长，相当于增大粒子孔径角，因此可得到更高的轴向定位精度。采用红外相干光源照明粒子场，在不提升算法和系统复杂度的前提下提升数字全息粒子场重构的轴向定位精度。从理论上分析数字全息粒子场重构中焦深与轴向定位精度的关系，并分别仿真分析绿光、红光及红外光照明时的粒子场全息重构，分别开展了基于这3种光源的聚苯乙烯微球粒子场全息成像实验。仿真和实验结果研究表明，相比红光，红外光源使焦深减小了约19%，而相比绿光，焦深减小了约39%。增加波长可以减弱离焦像的层间干扰，从而提高了轴向定位精度。

关键词：数字全息粒子场红外光轴向定位精度

一种基于同轴数字全息的呼出气溶胶粒子场诊断方法研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：赵德超吕且妮王华英甄迪孙中伟河北工程大学数理科学与工程学院天津大学精密仪器与光电子工程学院河北省计算光学成像与光电检测技术创新中心河北省计算光学成像与智能传感国际联合研究中心

呼出气溶胶粒子场的粒子尺寸及其分布特性与其健康状态有关。本文提出一种基于同轴数字全息的呼出气溶胶粒子场诊断方法。利用连通域方法，从呼出气溶胶粒子场数字全息图再现像中提取粒子尺寸，得到其粒径分布，计算统计参数(D10、D32、... 详细信息

呼出气溶胶粒子场的粒子尺寸及其分布特性与其健康状态有关。本文提出一种基于同轴数字全息的呼出气溶胶粒子场诊断方法。利用连通域方法，从呼出气溶胶粒子场数字全息图再现像中提取粒子尺寸，得到其粒径分布，计算统计参数(D10、D32、D43)和DN50。对14位健康和10位流感志愿者进行了测试，得到健康和流感志愿者的两组粒径统计参数分布及其平均值。在粒径统计参数分布区间内，计算检测正确率，得到每个统计参数的基准点。将这4个基准点和粒径统计参数平均值作为指标，对6位测试志愿者进行测试，根据准确率和变异系数（CV）最小，选择索太尔平均直径SMD(D32)作为健康状况判断准则，检测正确率高于80%。该研究为呼出气溶胶粒子场流感初步诊断提供一种光学方法。

关键词：数字全息粒子场气溶胶感染诊断流感

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基于红外光照明的数字全息粒子场成像

激光与光电子学进展 2023年

作者：周柏臻郝治涛马建设任振波苏萍西北工业大学物理科学与技术学院清华大学深圳国际研究生院西北工业大学深圳研究院

在数字全息粒子场成像中，由于粒子衍射的孔径角很小，重构时具有很长的焦深，造成轴向定位精度远低于横向定位精度。增大照明波长，相当于增大粒子孔径角，因此可得到更高的轴向定位精度。本文提出采用红外相干光源照明粒子场，在不提... 详细信息

在数字全息粒子场成像中，由于粒子衍射的孔径角很小，重构时具有很长的焦深，造成轴向定位精度远低于横向定位精度。增大照明波长，相当于增大粒子孔径角，因此可得到更高的轴向定位精度。本文提出采用红外相干光源照明粒子场，在不提升算法和系统复杂度的前提下提升数字全息粒子场重构的轴向定位精度。本文从理论上分析了数字全息粒子全息场重构时中焦深与轴向定位精度的关系，并分别仿真分析了绿光、红光以及红外光照明时的粒子场全息重构，分别开展了基于这三种光源的聚苯乙烯微球粒子场全息成像实验。仿真和实验结果研究表明，相比于红光，红外光源使焦深减小了约19%，而相比于绿光，焦深减小了约39%。增加波长可以减弱离焦像的层间干扰，从而提高了轴向定位精度。

关键词：数字全息粒子场红外光轴向定位精度

高速粒子场同轴Fraunhofer全息数据处理系统研究

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光子学报 2005年第11期34卷 1710-1713页

作者：罗振雄李泽仁郑贤旭李作友叶雁中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

本文介绍了用同轴Fraunhofer全息测量强动载下材料表面微喷射粒子场的数据处理方法.在全息像重建过程中,将再现的三维粒子场由计算机控制分成许多小薄层采集.在数据处理过程中根据图像中粒子边缘,决定在整幅图或局部采用边缘检测的方法... 详细信息

本文介绍了用同轴Fraunhofer全息测量强动载下材料表面微喷射粒子场的数据处理方法.在全息像重建过程中,将再现的三维粒子场由计算机控制分成许多小薄层采集.在数据处理过程中根据图像中粒子边缘,决定在整幅图或局部采用边缘检测的方法提取大粒子,根据图像的灰度分布将图像分成很多小区域,在每个小区域采用不同的阈值分割图像.在处理结果的校正中根据粒子场的特点,去除过大、过小和重复统计粒子.采用该方法得到了粒子的空间分布图像及粒子大小的统计结果.

关键词：全息粒子场再现数据处理

运用激光全息术和PDPA测量喷射燃料粒子场

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实验流体力学 2011年第2期25卷 83-87页

作者：张龙张力虎曹娜关平曹亮徐青中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 西北核技术研究所西安710024

为了获得发动机燃料喷射雾化特性,运用PDPA和激光全息术对喷嘴的燃料雾化粒子场进行测量。简要介绍了两种测量方法的原理和应用条件,对两种方法的测量结果进行了对比,验证了激光全息术测量结果的精度。最后在风洞实验条件下进行了喷射... 详细信息

为了获得发动机燃料喷射雾化特性,运用PDPA和激光全息术对喷嘴的燃料雾化粒子场进行测量。简要介绍了两种测量方法的原理和应用条件,对两种方法的测量结果进行了对比,验证了激光全息术测量结果的精度。最后在风洞实验条件下进行了喷射燃料粒子场测量。

关键词： PDPA 激光全息术粒子场测量

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粒子场全息图的再现分析

应用激光 1999年第3期19卷 109-111页

作者：杨淑连山东工程学院信息与电气学院淄博255012

采取移动全息图的方法对再现粒子场全息图进行了分析，同时对非平行光记录和再现粒子场全息图及固定观察平面进行了讨论，对粒子场的量化导出了横向放大倍数的关系式。

关键词：粒子场全息图再现分析

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粒子场数字全息诊断中的再现算法研究

应用光学 2010年第6期31卷 969-973页

作者：徐青曹娜黑东炜曹亮马继明张占宏韩长材雷岚西北核技术研究所陕西西安710024

粒子场的数字全息诊断中,良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场,使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录,得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法,本文从再现图像的质量、再... 详细信息

粒子场的数字全息诊断中,良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场,使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录,得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法,本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究,结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀,再现结果中无物理图像压缩,可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点,适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。

关键词：数字全息衍射计算再现算法粒子场

小波尺度参数对粒子场数字全息重建图像的影响

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光子学报 2009年第11期38卷 2963-2967页

作者：吴学成浦世亮浦兴国陈玲红袁镇福岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

在小波尺度参数取值范围研究的基础上,探讨了小波尺度和粒子衍射波尺度的关系(即衍射波覆盖率),深入研究了小波尺度对重建图像分辨率、景深、信噪比以及粒子图像灰度分布的影响.研究结果表明:当小波函数尺度能够覆盖颗粒衍射波的中心和... 详细信息

在小波尺度参数取值范围研究的基础上,探讨了小波尺度和粒子衍射波尺度的关系(即衍射波覆盖率),深入研究了小波尺度对重建图像分辨率、景深、信噪比以及粒子图像灰度分布的影响.研究结果表明:当小波函数尺度能够覆盖颗粒衍射波的中心和二环区域时,重建图像的分辨率高、景深小和信噪比高,否则,重建图像质量将无法保证.但是,较大的小波尺度将使重建图像的灰度分布在光轴方向产生振荡,不利于颗粒的空间定位.

关键词：粒子场数字全息重建方法小波变换尺度参数衍射波覆盖率

用全息法测量旋风除尘器模型中粒子场的粒子分布

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光电子·激光 1989年第6NO.05NO.04NO.03NO.02NO.01期 291-296页

作者：许玉徐敏北京工业大学应用物理系

采用离轴全息术测量旋风除尘器模型中粒子场的粒子分布的方法,对粒子场全息图在记录和再现过程中的实际问题进行了理论分析,并对模型的光学性质进行了研究。实际测得粒子主要分布在圆柱体的管芯及管壁附近,管壁处粒子的数量比管芯处大得... 详细信息

采用离轴全息术测量旋风除尘器模型中粒子场的粒子分布的方法,对粒子场全息图在记录和再现过程中的实际问题进行了理论分析,并对模型的光学性质进行了研究。实际测得粒子主要分布在圆柱体的管芯及管壁附近,管壁处粒子的数量比管芯处大得多,管壁处粒子大小主要分布在10～150μm,而管芯处以20～60μm大小的粒子居多。

关键词：全息图全息法粒子场旋风除尘器干式除尘器