基于相位对照OCT的k空间理论、算法及应用研究

【摘要】随着复合材料科学的快速发展,复合材料的应用领域也越来越广,但是在材料制备过程中,由于工艺参数不稳定、材料本身缺陷、人为操作及环境等因素的影响,使材料表面或内部可能存在空隙、裂纹和分层等缺陷,导致材料质量下降,因此必须要有先进的检测技术来检测复合材料的质量。目前常用的无损检测方法有：射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测和超声波检测等方法,但其各自有优缺点,因而对新的检测技术提出了无损检测、测量精度高、速度快、操作安全等要求。波长扫描干涉(WSI)技术恰好能满足这些要求,这正是本文的研究背景所在。本文的主要目的是：(1)发现新的算法(k空间理论),将其应用于WSI系统中,用来测量材料内部深度方面的信息；(2)用C++语言编写算法程序,对实验数据进行处理。波长扫描干涉(WSI)技术是一种全新的无损检测技术,非常适用于透明、半透明复合材料的检测,具有测量精度高、检测时间短等优点,而且能够测量材料内部的三维离面位移场的分布信息,与其它检测技术相比有其特定的优势。波长扫描干涉技术其实就是利用波长随激光器温度变化的相干光照射被测物体,而被测物体的内部和表面的反射光在波前发生两两干涉,通过相机采集干涉图样,并利用傅里叶变换提取出其幅频信息和相频信息,从而可以得出材料内部三维离面位移场的分布。论文主要介绍了WSI技术以及光学相干层析(OCT)技术在国内外的研究进展；接着从理论的角度阐明了WSI的技术基础,说明了其在材料测量中的可能性；对波动光学的基础知识进行了简单的介绍,并重点介绍了光学工程中常用的干涉仪以及各干涉仪的原理和使用场景,为实验装置的选取提供了依据；对标量衍射理论、全息重构及层析重构的理论过程进行了详细的推导,将这些理论应用于WSI系统中,得出其k空间的表达式,为WSI技术测量复合材料内部的深度位移信息提供了理论依据；最后通过使用C++语言编写相关的算法程序对实验采集到的数据进行处理,包括：(1)切图片程序；(2)快速傅里叶变换(FFT)算法；(3)线性调频Z变换(CZT)算法；(4)随机采样傅里叶变换(RSFT)算法,详细介绍了这些算法的原理以及具体实现步骤,并将经过这些变换后的图像与用matlab处理的图像进行对比,证明了这些算法的可行性。
【作者】胡林林；
【导师】周延周；
【作者基本信息】广东工业大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】WSI；k空间；复合材料；无损检测；C++；

【参考文献】
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