法布里-珀罗干涉仪实验原理及其干涉条纹图像处理技术研究
时间:2018-08-15 11:06 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要法布里-珀罗干涉仪实验是光电信息工程专业本科生学科基础课“光学基础实验Ⅱ”中的一项实验。该实验要求学生掌握多光束干涉理论和条纹的特征，学会调整和使用法布里-珀罗干涉仪，测量钠光的两种谱线产生的干涉条纹，计算两平板的间隔。27034 本课题对现有法布里-珀罗干涉仪实验进行一些改进和创新。采用数字CCD摄像头取代干涉仪的目视部分，通过CCD将干涉条纹实时视频传输到计算机中，通过观察显示器上的干涉条纹图像来调节干涉仪。图像显示的实时性能帮助学生准确把握调节的现状和进度，同时经过显示器放大的干涉条纹图像更易于观察，采集下干涉条纹图像后，利用数字图像处理技术，包括线性对比度展宽，图像滤波，二值化，开运算与闭运算，细化等等对条纹中心线进行提取，拟合出干涉条纹的曲线，自动计算出实验要求的测量数据 关键词：法布里-珀罗干涉，图像采集，图像处理 毕业论文设计说明书外文摘要 Title Principle of Fabry-Perot interferometer experiment and interference fringe image processing technology research. Abstract Fabry-Perot interferometer is an experiment of Photoelectric Information Engineering Undergraduate Courses —"optics basis experimentⅡ" . This experiment requires students to master the theory of multi beam interference and characteristics fringes, learn to adjust and use the Fabri Perot interferometer, measure two spectral line interference fringes of sodium light, compute the distance between two tablet. The subject do some improvements and innovations to the existing Fabry-Perot interferometer experiment. We use the digital CCD camera to replace the visual part of the interferometer, the interference fringes of real-time video transmission to a computer through the CCD. Adjust the interferometer according to the observation of interference fringe image on the display. The real-time performance of image display can help students grasp the current situation and progress of regulation, at the same time through the interference fringe image display amplification is more easily to be observed. After collecting the interference fringe image, use digital image processing techniques, including linear contrast stretch, image filtering, two valued, opening and closing operations on the fringe center line extraction, accurate fitting the fringe curve, automatically calculate the measurement data of the experimental requirements. Keywords Fabry-Perot interferometer, image collection，image processing 目 次 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 法布里-珀罗干涉仪的应用 1 1.3 本论文主要工作 2 2 法布里-珀罗干涉系统3 2.1 干涉简介 3 2.2 法布里-珀罗干涉仪基本原理4 2.3 法布里-珀罗干涉仪实验调节5 3 图像采集和实时显示系统7 3.1 CCD相机7 3.1.1 CCD相机简介7 3.1.2 微视MVC1450DAM CCD摄像机8 3.2 光路设计10 3.3 实时显示系统11 4 干涉条纹图像处理12 4.1 图像预处理12 4.1.1 线性对比度展宽12 4.1.2 图像滤波13 4.2 二值化14 4.3 开运算与闭运算16 4.4 细化17 4.5 拟合19 结论 22 致谢 23 参考文献24 1 绪论 1.1 研究背景 光学实验课程对光电信息工程专业学生来说，是必不可少的重要课程。通过光学实验可以检验已知光学结论的正确性，也可以探索出新的领域。例如在光学发展历史中，双缝干涉实验和亮斑衍射实验都能够证明光是一种波，但是爱因斯坦又根据光电效应实验提出了光子说，验证了光的粒子说。从光的波动说粒子说之争到光的波粒二象性理论成立，以及后来的量子学说，光学实验在其中起到了至关重要的作用。更有实际意义的是，光学实验还可以锻炼学生的动手能力、观察能力、创新能力等，使他们在实验中加深对光学理论知识的理解和掌握。 (责任编辑：qin) |