一种实现线性无衍射结构光的方法研究.pdf

《一种实现线性无衍射结构光的方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第5期2010年10月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSVoL32。No．5october．2010文章编号：1005—5630(2010)05一0029—06一种实现线性无衍射结构光的方法研究*徐龙，瞿丹，钱钺，张文，周莉萍(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：提出一种新的以光学测量为目的的线性无衍射结构光实现方法一组合三角棱镜法。利用衍射原理及菲涅尔近似原理，对平面波入射棱镜后光场的光强分布进行严格数学推导，得到了精确解的表达式，根据推导结果运用软件对棱镜后光强分布进行了模拟

2、仿真。结果表明，所产生的线性结构光具有无衍射特性，且在中心线上具有更高的光强分布，该光源可作为表面形貌的线结构光测量。关键词：光学测量；无衍射结构光；组合三角棱镜中图分类号：TH744文献标识码：Adoi：10．3969／j．issrL1005—5630．2010．05．007Studyonakindmethodofrealizablelinearnon—diffractionstructuredlightX【厂LD729，QUD盘，2，Q工ANY锄，ZHANGW锄，ZHoULipi，zg(Sch∞lofMecharIi

3、calScienceandEnginee血曙，Hu犯hollgUIlive玛ity0fScienceaIldTech∞logy。Wuhan430074，Chi眦)Abstract：Forthepurposeofopticalmeasurement，anewmethodtoobtainlinearnon-diffractionstructuredlight(NDSL)ispropose正BymeansofdiffractionprincipleandFreshelappro对nlationprinciple，theopti

4、calfieIdbehindcombinedtriangular—sectionprism(CITSP)projectedbyparallel“ghtiscalculatedandanalyzedbyrelatedsoft、^阻re，andanaccuracyexpressionisobtainedafterrigorousnlathematicalconsequence．Ihsedonthis，theopticalfieldhasbeensimulated．Theresultshowedthatnewnon—diffr

5、actionstructuredlighthascharacteristicofnon—diffractionandalsohashigherlightintensityinthecentralline．Thesecanprovideagoodconditionf6rworkpieceorl_lineopticalnleasurement．K9ywords：opti∞lnleasurement；nomdiff则ionstructuredlight；00mbinodtdangularSectionpriSm引言衍射是一种常

6、见的物理现象，它对所有传统的波场都有影响。例如，一束准直的、单色的光束在自由空间传播瑞利距离后，就明显地会衍射扩散。理想的无衍射光束则是在垂直于传播方向的任意平面内初始光场分布不变，即光束强度及尺寸不随传播距离变化的光束。无衍射光具有焦深长、焦点光斑小的特点，这些特性可同时满足大量程、高分辨力、高精度、高速度的测量要求，且简化了测量系统的结构，因此在表面测量等领域具有较好的应用前景。。收稿日期：2010-04—02基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975112)；湖北省自然科学基金资助项目(2009CDBl97)作

7、者简介：徐龙(1966一)，男，湖北武汉人，工程师，硕士，主要从事光电测量方面的研究。·30·光学仪器第32卷自1985年DurninJ提出环缝法Ⅲ实现无衍射光以来，人们又相继提出多种新的实现方法：1989年VasaraA提出全息法‘23；1992年scottG等人提出a】【icon(圆锥透镜)法‘33；1992～1994年HemanRM提出的球面像差法‘t3；2002年李虎等人提出偏转抛物镜法[s1；2005年张文等提出三角棱镜法嘲等，这些方法对无衍射光发展及应用奠定了良好的基础。1无衍射结构光及组合三角棱镜法结构光是

8、一种以线或面表示的光源，常用于三维物体的表面轮廓的快速测量，也因此产生了众多的编码算法[7．8]。无衍射光则同时具有焦深长、中心光斑小的特点，但以往研究的无衍射光大都集中在点光源，对大面积测量，其测量速度受到很大限制[9]。张文等提出的三角棱镜法可以实现栅型无衍射结构光，但在某些需要线性无衍射结构光的场合，则显不足，