光學相干層析技術在電工膠帶檢驗中的實驗研究
發(fā)布時間:2020-10-17 07:17
在法庭科學領域中,電工膠帶是一種十分重要的物證,對電工膠帶的種類、來源進行檢驗鑒定不僅能為偵查人員提供破案線索和方向,還能為訴訟提供證據(jù)。傳統(tǒng)的檢驗方法大多需要對電工膠帶進行切片預處理,這對保證物證的完整性和訴訟證據(jù)的保存不利。光學相干層析技術(Optical Coherence Tomography,簡稱OCT)是20世紀90年代出現(xiàn)的一種光學檢驗方法,具有原位、無損、高分辨率、斷層成像等特點。本文首次提出利用OCT技術對電工膠帶進行成像檢驗研究,通過無損、斷層成像能夠對電工膠帶進行較好的區(qū)分,滿足了法庭科學檢驗的要求。本文利用分辨率約為5μm的光譜頻域OCT系統(tǒng),選擇中心波長為832nm的寬帶SLED近紅外光作為系統(tǒng)光源,對來自不同廠家、不同品牌的73種電工膠帶進行實驗研究。實驗獲取了樣本的二維OCT斷層圖像及縱向一線信號圖,通過分析得出它們的信號峰個數(shù)、光程、散射強度比、衰減系數(shù)等光學特征參數(shù),并通過統(tǒng)計學意義上的獨立t檢驗對樣品之間各特征參數(shù)的顯著性差異進行分析。實驗利用OCT技術對電工膠帶樣品進行了三維OCT重建,獲取樣品橫切面圖像,為電工膠帶形態(tài)學檢驗提供了新的方法。基于OCT三維成像能力,本文還對多層電工膠帶的粘面潛指紋進行顯現(xiàn)研究。在無需對樣品進行剝離處理的情況下,通過三維OCT重建,獲取樣品的橫切面圖像,進而顯現(xiàn)潛指紋。結果表明,利用OCT技術對紅、白兩種顏色的電工膠帶樣本的區(qū)分率分別達到99.60%和90.55%,有較好的效果。通過OCT的三維成像能力,能夠對多層電工膠帶粘面指紋進行成功顯現(xiàn)。OCT技術可以實現(xiàn)對物證樣品的原位、無損、實時檢驗,且操作便捷、分辨率高,將為法庭科學電工膠帶物證檢驗提供一種新的方法。
【學位單位】:中國人民公安大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:D918.9
【部分圖文】:
圖 1 OCT 原理圖CT 技術分類CT 技術隨著半導體材料的升級發(fā)展和超快激光技術的進步,系統(tǒng)設計越來越為了滿足不同的研究需要發(fā)展成不同的類別。從最基礎的時域 OCT 發(fā)展到快頻域 OCT,在這兩種 OCT 的基礎上,又發(fā)明出更加快捷的全場 OCT,隨著人不斷增多,又產(chǎn)生了針對不同功能需要的功能OCT。域 OCT域OCT(Time Domain OCT,TD-OCT)[7]是早期OCT 系統(tǒng)最常采用的設計,出現(xiàn)的 OCT 系統(tǒng)。其工作原理圖如圖 2 所示。時域 OCT 是通過掃描參考臂的到沿著深度方向掃描樣品的目的,這種掃描方式也被稱為 A-scan。樣品的橫向由樣品臂中的掃描振鏡完成的,當掃描振鏡進行一維方向的掃描時,系統(tǒng)可以品的二維 OCT 圖像,也被稱為 B-scan;當掃描振鏡進行二維方向的掃描時,獲取樣品的三維 OCT 圖像。由于參考臂的前后掃描,干涉信號受到一定頻率
圖 2 時域 OCT 原理圖Spectral Domain OCT,SD-OCT )[8]參考臂省去了時域OC[9],探測器探測的不再是干涉信號,而是干涉的光譜信息,它深度方向的干涉光譜信號,對此光譜信息進行傅里葉變換就可由于頻域 OCT 掃描及成像速度快,它在市場中迅速占據(jù)了主譜信號的方式不同,頻域 OCT 又分為光譜頻域 OCT(Spect)和掃頻 OCT(Swept Source OCT,SS-OCT)。SD-OCT 是基干涉信號通過光柵和透鏡組成的光譜儀分光,再聚焦在線陣電ed Device,CCD)上獲取干涉光譜。相比 TD-OCT,其相位得到了極大的提高。SS-OCT 則是基于掃頻光源獲得干涉光譜隨時間高速掃描的掃頻光源,再通過探測器記錄下每一波長的
和方法器及條件所用的實驗設備是由公安部物證鑒定中心現(xiàn)場物證溯源技術國家工9]。實驗利用一套光纖化頻域 OCT 系統(tǒng),系統(tǒng)基礎構成是一套邁圖見圖 3。光源發(fā)出的光在分束器處被分成兩束,一束進入樣品臂,兩束光在遇到物體時返回,并相互干涉,產(chǎn)生的干涉信號被
【參考文獻】
本文編號:2844470
【學位單位】:中國人民公安大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:D918.9
【部分圖文】:
圖 1 OCT 原理圖CT 技術分類CT 技術隨著半導體材料的升級發(fā)展和超快激光技術的進步,系統(tǒng)設計越來越為了滿足不同的研究需要發(fā)展成不同的類別。從最基礎的時域 OCT 發(fā)展到快頻域 OCT,在這兩種 OCT 的基礎上,又發(fā)明出更加快捷的全場 OCT,隨著人不斷增多,又產(chǎn)生了針對不同功能需要的功能OCT。域 OCT域OCT(Time Domain OCT,TD-OCT)[7]是早期OCT 系統(tǒng)最常采用的設計,出現(xiàn)的 OCT 系統(tǒng)。其工作原理圖如圖 2 所示。時域 OCT 是通過掃描參考臂的到沿著深度方向掃描樣品的目的,這種掃描方式也被稱為 A-scan。樣品的橫向由樣品臂中的掃描振鏡完成的,當掃描振鏡進行一維方向的掃描時,系統(tǒng)可以品的二維 OCT 圖像,也被稱為 B-scan;當掃描振鏡進行二維方向的掃描時,獲取樣品的三維 OCT 圖像。由于參考臂的前后掃描,干涉信號受到一定頻率
圖 2 時域 OCT 原理圖Spectral Domain OCT,SD-OCT )[8]參考臂省去了時域OC[9],探測器探測的不再是干涉信號,而是干涉的光譜信息,它深度方向的干涉光譜信號,對此光譜信息進行傅里葉變換就可由于頻域 OCT 掃描及成像速度快,它在市場中迅速占據(jù)了主譜信號的方式不同,頻域 OCT 又分為光譜頻域 OCT(Spect)和掃頻 OCT(Swept Source OCT,SS-OCT)。SD-OCT 是基干涉信號通過光柵和透鏡組成的光譜儀分光,再聚焦在線陣電ed Device,CCD)上獲取干涉光譜。相比 TD-OCT,其相位得到了極大的提高。SS-OCT 則是基于掃頻光源獲得干涉光譜隨時間高速掃描的掃頻光源,再通過探測器記錄下每一波長的
和方法器及條件所用的實驗設備是由公安部物證鑒定中心現(xiàn)場物證溯源技術國家工9]。實驗利用一套光纖化頻域 OCT 系統(tǒng),系統(tǒng)基礎構成是一套邁圖見圖 3。光源發(fā)出的光在分束器處被分成兩束,一束進入樣品臂,兩束光在遇到物體時返回,并相互干涉,產(chǎn)生的干涉信號被
【參考文獻】
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本文編號:2844470
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