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散斑计量是光学测量技术的一个重要分支.这一技术利用相干光照射在粗糙的物体表面,在空间所形成的散斑,或物体表面自然存在的或人造的斑粒,实现物体表面位移和变形检测.在过去的30多年中,除了对散斑场自身的特性和规律给予深入的研究外,有多种散斑测量技术逐渐发展和建立起来,并在不同的领域中获得了广泛的应用.
电子散斑干涉测量技术(ESPI)近二十年来已成为变形场测量的重要方法.电子剪切散斑干涉术(ESSPI)是在电子散斑干涉术(ESPI)基础上发展起来的测量位移导数的一种新的测量方法,具有可以全场测量、光路简单、调节方便、对环境要求低等特点.而在ESSPI的定量测量中应用相移技术,可以使测量精度大为提高,因此被广泛用于无损检测领域(NDT).
本文就电子剪切散斑干涉及相移技术方法进行了研究讨论,主要的内容概括如下:
1、回顾了散斑干涉计量的历史发展;系统的介绍了电子散斑干涉术、电子剪切散斑干涉术基本原理.
2、介绍了位相测量方法的基本原理.并对其中的相移法的原理、实现相移的方法及相移算法进行了详细的介绍.
3、利用沃拉斯顿棱镜作为剪切元件的传统剪切散斑干涉术中,由于错位的二物光束同向传播,很难通过将它们分开来引入附加相位的方法来实现相移.平移棱镜相移法可以在二束物光不分开的情况下实现相移.本文对平移棱镜相移法进行理论分析,证明平移棱镜可以引入稳定、线性的附加相位,给出了附加位移与附加相位之间的关系式.对剪切棱镜的出射角及放置位置在电子剪切散斑干涉中产生的影响作了理论分析,给出了它们之间关系的数学表达式,并给出了相对误差分布图.利用周边固定中心加载的圆盘进行实验,给出了实验结果,证明平移棱镜相移法可以有效地从干涉条纹中定量提取位移导数信息.