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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳京泰
研究生(外文):Ching-Tai Wu
論文名稱:準瞬時相移系統開發研究
論文名稱(外文):Development of quasi- instantaneous phase shifting system
指導教授:黃敏睿
口試委員:陳元方林世聰
口試日期:2015-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:瞬時移相干涉移移相干涉術
外文關鍵詞:Quasi-simultaneous phase shifting systemPhase shifting interferometry
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本論文使用麥克森干涉儀搭配偏極分光鏡及四分之一波板組成改良式麥克森干涉儀,再利用旋轉偏極板、光感測器及觸發式CCD建立一個準瞬時偏極相移系統,此系統可以在四張光強圖之時間內完成所需光強相移圖之擷取,本發展系統可以正確應用於靜態相位之相位圖擷取。由於本系統利用(時間)相繼四場之光強圖進行相位運算,因此犧牲了系統的時間解析能力,論文中分為鏡面干涉及粗糙面干涉(EPSI),而鏡面干涉中有靜態及動態兩的部分,靜態部分利用PZT在每0.5秒給一個相位差,動態部分則利用PZT在每張光強圖之間給一個已知相位差並用此系統計算出PZT造成之相位差。在ESPI中對粗糙面進行量測並通過程式運算得到條紋圖。

致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
圖目錄 vi
表目錄 viii
第 1 章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 相關文獻介紹 1
第2章 基本原理介紹 3
2.1 偏極光 3
2.2 麥克森干涉術 3
2.3 Jones calculus 5
2.4 ESPI之原理 6
2.4.1 斑點 6
2.4.2 ESPI 干涉原理 7
2.4.3 ESPI靜態之干涉理論 8
2.5相移干涉術原理與簡介 9
2.6 相位展開 9
第3章 準瞬時偏極移相術原理 11
3.1原理介紹[12][13] 11
3.2 四步相移術 13
3.3靜態測量 16
3.4 四步相移搭配動態位移 17
3.5平移方均根與相位差平均比較 22
3.6 Carre algorithm 26
3.7 PZT啟動位置 30
3.8 相位展開 31
3.9旋轉偏極板 32
3.10光感測器 35
第4章 實驗架設與結果討論 39
4.1 實驗設備與實驗架設 39
4.2 實驗流程 42
4.2.1實驗一、二:兩平面鏡干涉之流程 42
4.2.2實驗二:ESPI干涉之流程 43
4.3 實驗結果與討論 44
4.3.1 兩平面鏡靜態干涉結果 44
4.3.2 兩平面鏡動態干涉結果 46
4.3.3 ESPI干涉結果 50
第5章 結論與未來展望 56


[1] 李佳達,’’準瞬時偏極移相系統之開發研究’’,國立中興大學機械工程學系研究所碩士論文,2014。
[2] C.L. Koliopoulos , “Simultaneous Phase Shift Interferometer” Proc. of SPIE Vol. 1531 , pp.119-127 , (1991)
[3] Hedser van Brug, “Temporal phase unwrapping and its application in shearography systems”, Appl. Opt., 37, pp.6701-6706 (1998).
[4] N.R. Sivakumr , W.K. Hui , K. Venkatakrishnan , B.K.A. Ngo , “Large Surface Profile Measurement With Instantaneous Phase-Shifting Interferometry” , Opt. Eng. 42 , pp.367-372 (2003)
[5] Satoru Yoneyama, Hisao Kikuta, Kosuke Moriwaki, “simultaneous observation of phase-stepped photoelastic fringes using a pixelated microretarder array”, Opt. Eng. 45(8), 083604 (2006)
[6]林宥聿,”不連續形貌在時間域相位量測之研究”,國立中興大學機械工程學系研究所碩士論文,2008。
[7]羅瑞琪,”瞬時極化干涉術應用於粗糙面量測之研究”,國立中興大學機械工程學系研究所碩士論文,2009。
[8] Tomohiro KIIRE, Toyohiko YATAGAI, Suezou NAKADATE, Masato SHIBUYA, “Quadrature Phase-Shifting Interferometer with a Polarization Imaging Camera”, Optical Review, Vol. 17, pp.210-213 (2010)
[9] P. S. Theocaris, E. E. Gdoutos, “Matrix Theory of Photoelasticity”, Springer (1979)
[10] Liu-Sheng Wang, K.Jambunathan, Brian N. Dobbins, Shi-Ping He,”Measure ment of three-dimensional surface shape and deformations using phase stepping speckling interferometry.” Optical engineering, vol. 35(8),pp. 2333-2340(1996).
[11] Burning, D. R.Herriott, J.E. Gallagher, D. P. Rosenfeld, A. D. white and D. J. Brangaccio, “Digital Wavefornt Measure Interferometry for testing Optical surfaces and Lenses,” Appl. Opt., 13, 2693-2703, (1974)
[12] P.A.A.M. Somers , N. Bhattacharya , “Polarization Plane Rotator Used as
A Phase Stepping Device in A 2-channel Shearing Speckle Interferometer , Proc. of SPIE Vol. 5856 , 664-673 , (2005)
[13]陳志賢,”瞬時相移電子光斑干涉系統之研究”,國立成功大學機械工程學系研究所碩士論文,2010。
[14] 陳森案,“相位重建之影像處理技術應用於光學量測之研究,”中興
大學機械工程學系研究所碩士論文, 2000。


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