激光干涉測量技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 02:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 os(ay j(x, y)) Ar 固定和參考光相位 ay是已 知規(guī)律變化的 所以 : 干板記錄的信息主要是 記錄了物光的光強及相位信息 經(jīng)過一定時間的照射 , 完成曝光 ,然后把干板 取下 ,經(jīng)顯影、定影、制成全息底片 以上過程稱為全息記錄 全息底片的透射率是 t（ x， y）是記錄過程時曝光光 強的非線性函數(shù)， 取線性部分，則有 重新復位全息底片，并去掉物 體及物體照射光束 2 2 + 2 2 2 2 e 3 Ee (x, y) = t(x, y)Er = m(Ar + A0 (x, y) + Ar A0 (x, y)e j(ay φ0 (x, y)) Ar A0 (x, y)e j(ay φ0 (x, y)) ) ? Ar e jay = m(Ar + A0 (x, y))Ar e +mAr 2 A0 (x, y)e jφ0 (x, y) j2ay jφ0 (x, y) +mA0 (x, y)Ar e jay 1 0 1. 參考光的透射光束 幅度被物光調(diào)制，方向不變 m(Ar 2 + A02 (x, y))Ar e jay 2. 與物光光波相同的透射光波 Ar 2 A0 (x, y)e jφ0 (x, y)) 方向不變， 光強變化 mAr2倍 3. 與 2共軛的匯聚光波 方向與 2共軛，光強變化 mAr2 mA0 (x, y)Ar 2 e j2ay e jφ (x, y) 倍，相位疊加了一線性值 I(x, y) = Ar 2 + A02 (x, y) + 2Ar A0 (x, y)cos(ay j(x, y)) = Ar 2 + A02 (x, y)[1 + 2Ar A0 (x, y) M = Ar 2 + A02 (x, y) 2Ar A0 (x, y) Ar 2 + A02 (x, y) cos(ay j(x, y))] 物光對參考光的相位和幅值進行了調(diào)制 M成為振幅調(diào)制度， 0≤ M ≤1 當嚴格按照余弦分布， 也稱條紋對比度 同普通照相一樣具有能使底片得以曝光的光能輸出； 具有為滿足光束的干涉和衍射所必須的時間相干性和空間相干性 ? ? ? ? 全息照相的特點 : 三維立體圖（或四維） 彩色圖片，永不變顏色 不可撕毀性（冗余度大） 一次拍攝，可以得到兩個圖像（原始像和共軛象） 單純的全息技術(shù)應用 : 全息圖像顯示： 照片；圖片；郵票；書籍、雜志的 封皮與插頁等 包裝、裝潢和防偽： 產(chǎn)品的包裝、標牌和商標；飾品； 廣告；裝潢；人民幣；銀行卡； 居 民身份證等 全息元件： 光柵； 透鏡； 波帶片等。 光學信息處理技術(shù)： 圖像識別；圖像的消模糊和邊緣 增強 。圖像的假彩色編碼。 全息存儲： ① 存儲容量大 ② 記錄速度快 ③ 記錄信息不易丟失（冗余好） ④ 便于長期保存 ⑤ 便于拷貝 Inphase公司的全息存儲器 二、全息干涉測量技術(shù) 單純的全息照相技術(shù) ,不能提供測量信息 , 但全息 底片記錄了物光的某一狀態(tài)的 波前信息 , 可以 與新的物光信息形成干涉 , 可以利用干涉測量的技 術(shù) ,今行測量分析工作 1965年 R. Powell 和 K. Stetsen提出 , 把干涉測量和全 息技術(shù)相結(jié)合 , 進行一些測量工作。 常用的測量方法主要有 : 1. 實時法 2. 二次曝光法 3. 時間平均法 1. 實時法 一次全息圖制作 → 復原安裝 → 再現(xiàn) 對準 應用 : 實時觀察不同條件下的變形 情況 ,如溫度 \壓力 \內(nèi)部情況 特點 : 1. 只需一次制作全息底片 2. 方便 ,節(jié)省時間 ,特別適合透明介 質(zhì)的一些現(xiàn)象 3. 復位精度要求高 4. 使用時間短 ,條件要求高 , 乳膠易 收縮變形 ,產(chǎn)生附加條紋 2. 二次曝光法 原位曝光 /遮光 → 物體發(fā)生變化 → 再次曝光 → 顯影 /定影 → 顯示觀察 應用 : 瞬態(tài)現(xiàn)象研究 , 如沖擊波、流體、燃燒等 特點： 不需要高復位精度 不需要監(jiān)視變化整個過程 原位完成所有過程，引入誤差小 形成干涉條紋主要有變形和激光頻率 變化引起， 應盡量激光頻率變化 3. 時間平均法 注意 : 曝光時間遠大于振動的周期 常用于振動模式分析 全息干涉測量的特點 項目 優(yōu)點 干涉技術(shù) 簡單、光滑表面 單點或多點測量 全息干涉測量 任意形狀、對表面幾乎無要求 三維表面 需要全程檢測過程 可僅比較起始和終了兩個時刻 的狀態(tài) 缺點 范圍大，小于激光 范圍小，僅幾十 um 的相干長度 全息測量的特點及與傳統(tǒng)干涉測量的比較 三、全息干涉測量技術(shù)的應用 常用的方法 : 實時法和時間平均法 原理 : 當試件存在缺陷時 , 在外觀、表面會存在變 化，例如：脫膠、脫落、內(nèi)部裂紋等 常用方法：實時法、二次曝光法 用途：測量透明介質(zhì)的一些物理場信息 如： 溫度、力場、流速、均勻性等信息 167。 激光散斑干涉測量系統(tǒng) 1970 年 Leendez開創(chuàng)了光學粗糙表面 的干涉測量方法， 稱這種方法為散斑干 涉測量 一、 散斑的概念 散斑：當一束激光照射到物體的粗糙表面上 時，其反射的光束中亮斑與暗斑的分布雜 亂，顧稱為散斑（ Speckle） 其實質(zhì)：經(jīng)粗糙表面漫反射后的光，空間干 涉的結(jié)果， 所以是非物體表面的像 其分布與照射的表面有關(guān) (小
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