【正文】 利用光線傳播的費馬(Fermat)原理可知，光線通過穩(wěn)定的非均勻折射率場時光線的傳播方向會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。對于溫度場，如果在氣流中壓強可以認為是常數(shù)，并且理想氣體狀態(tài)方程成立，即 (23)其中 P 為壓強，T 為溫度，M 為氣體的分子量，R 氣體常數(shù)。 氣體，折射率 n 接近于 1，羅倫茨－羅倫茲關(guān)系式可以簡化為格拉德斯通－戴爾（Gladstone－Dale）公式，簡稱 G－D 公式，即 （22）其中 K 為格拉德斯通－戴爾常數(shù)，簡稱 G－D 常數(shù)。本章內(nèi)容為作者進一步開展云紋干涉法在高溫測試領(lǐng)域的研究準備了必要的理論和實踐基礎(chǔ)。為了將云紋干涉法實驗技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠主蒸汽管道的蠕變監(jiān)測，鄒大慶等人提出并實現(xiàn)了曲面變形柵復(fù)制技術(shù)，但為工程單位提供了有價值的實驗研究結(jié)果，而且同時也實現(xiàn)了高溫云紋干涉法實驗技術(shù)對于曲面的變形問題的研究，拓寬了高溫云紋干涉法的應(yīng)用范圍。由于微電子封裝組件結(jié)構(gòu)的尺寸復(fù)雜，并且由力學(xué)性能不同的多種材料組成，熱膨脹系數(shù)的不匹配導(dǎo)致很大的應(yīng)變梯度和應(yīng)變集中，微電子封裝組件結(jié)構(gòu)的尺寸越小，結(jié)構(gòu)材料越復(fù)雜，熱應(yīng)變問題就越嚴重。、成功地研究了炭/環(huán)氧纖維增強復(fù)合材料層板的固化殘余應(yīng)變(125℃)，隨后又成功地研究了新型炭/環(huán)氧纖維增強復(fù)合材料層板的固化殘余應(yīng)變(185℃)。(UEL)基體上制作高溫云紋光柵，然后在高溫條件下用環(huán)氧膠將光柵復(fù)制到試件表面。為了解決陶瓷材料的熱沖擊斷裂和航空發(fā)動機葉片殘余變形測量以及材料在強激光輻照下的變形測試等新問題，又促使高溫柵向更高的溫度發(fā)展，出現(xiàn)了干法濕法刻蝕金屬和陶瓷材料基體的零厚度光柵(1100℃)，并對進一步認識材料的斷裂破壞機理作出了貢獻，也使得高溫云紋干涉法實驗技術(shù)中的高溫柵得到更進一步的發(fā)展。謝惠民在1992年首次提出了一種新型的雙鍍層高溫云紋光柵制作工藝，它的特點概括為:在不同的材料表面上，利用兩種抗氧化能力強的金屬鍍層制作云紋光柵，使得該工藝制作的高溫云紋光柵具有廣泛的適用性。在云紋干涉法技術(shù)中，℃的硅橡膠柵開始的，這一耐高溫光柵的應(yīng)用不僅發(fā)展了高溫云紋干涉法實驗技術(shù)，而且將高溫云紋干涉法實驗技術(shù)的應(yīng)用研究帶入了一個新的領(lǐng)域，即高溫細觀斷裂力學(xué)的研究領(lǐng)域，它成功地揭示了材料高溫斷裂力學(xué)的一部分特征。使振幅型高溫粗柵的使用溫度范圍有所提高。使高溫位相粗柵的質(zhì)量有所提高。隨后，.。 云紋干涉法應(yīng)用于高溫條件的關(guān)鍵技術(shù)在于研制承受高溫的全息云紋光柵以高溫條件下的變形試件柵復(fù)制技術(shù)。由于機刻的方法不僅費時和昂貴，而且光柵頻率即靈敏度受到限制，因此云紋干涉法中所使用的光柵通常采用光刻的方法，即采用激光全息干涉系統(tǒng)和光致抗蝕劑(即光刻膠)刻蝕云紋光柵。云紋光柵的制作是云紋干涉法的重要內(nèi)容，也是影響和制約云紋干涉法推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。另外，利用微型馬達驅(qū)動分光光柵，可以方便地實現(xiàn)云紋干涉法的相移技術(shù)，以提高測量的靈敏度和精度。通過調(diào)節(jié)四個反射鏡的角度，可以改變?nèi)肷涞皆嚰砻娴募す馐鴬A角，從而適用于不同試件柵頻率的測量。該光路結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)方便，適用于開發(fā)云紋干涉法的測試儀器。該光路的缺點是需要一個大準直鏡和較多的反射鏡，這使得整個光路系統(tǒng)較為龐大、調(diào)節(jié)更為煩瑣，而且大準直鏡的加工也很困難。，利用四個反射鏡將其分為四束準直光(圖中只畫了豎直方向的光束，水平方向也可分為兩束準直光)，然后通過另外四個反射鏡將四束準直光反射到試件表面。 ，從而使得該光路可以同時測量雙方向的位移場。該光路只能測量單方向位移場，而且反射鏡要緊挨試件。下面簡單介紹幾種典型光路及其各自特點。 云紋干涉法光路系統(tǒng)的基本要求是保證對稱入射到試件柵上兩束等強度的相干準直光。根據(jù)位移場即可計算出應(yīng)變場。 如果用波長數(shù)n表示相對光程變化，并考慮到光程與位相之間的關(guān)系 （16）由此得到x方向面內(nèi)位移u的表達式 （17）式中，NX是u場等位移條紋級數(shù)?？傻葍r于剛體位移產(chǎn)生的均勻位相差。39。39。和B39。 (12） 其中,為常數(shù)，a為光波振幅。和B39。和B的負一級衍射光波B39。從1984年起。:對稱于試件柵法向入射的兩束相干準直光在試件表面的交匯區(qū)域內(nèi)形成頻率為試件柵兩倍()的空間虛柵，當試件受載變形時，刻制或復(fù)制在試件表面的試件柵也隨之變形，變形后的試件柵與作為基準的空間虛柵相互作用形成云紋圖，該云紋圖即為沿虛柵主方向的面內(nèi)位移等值線，并提出了類似于幾何云紋的面內(nèi)位移計算公式: (11) ，對建立有關(guān)云紋干涉法的一些基本概念是有幫助的，能夠滿足一般實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)果處理的要求。后者則從光的波前干涉理論出發(fā)對云紋干涉法進行了嚴格的理論推導(dǎo)和解釋。 云紋干涉法的基本原理云紋干涉法在其發(fā)展歷史上先后出現(xiàn)了兩種解釋，即基于空間虛柵的解釋與波前干涉理論。隨著科學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的需要，云紋干涉法在解決新材料性能研究、無損檢測、細微觀力學(xué)分析、三維變形測量、實時應(yīng)變場測量、微電子封裝熱變形、高溫材料變形測量以及現(xiàn)場條件下的變形測量等方面提供了極其有效的實驗研究手段，并對材料科學(xué)、細觀力學(xué)、斷裂力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展起到了積極的推動作用。云紋干涉法是以試件表面的高靈敏度云紋光柵作為變形的傳感元件的，因而高質(zhì)量的高靈敏度云紋光柵及其復(fù)制也成為該方法推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。云紋干涉法是八十年代初興起的一種具有非接觸測量、可進行全場和實時分析的高靈敏度大量程的光學(xué)測量方法，通常使用頻率為600~2400線/mm的高密度光柵，其測量位移靈敏度比傳統(tǒng)的云紋法高幾十倍甚至上百倍。 fringes,when the thin wire was heated, was obtained successfully. Furthermore, the temperature distribution around the heated thin wire was finally determined. proposed in this paper is actually applicable to mini/micro scale fluidtemperature measurement. The researches also showed that the three approaches to improve the measurement sensitivity work well. The optical method will be a useful experiment technique for mini/micro scale heat t