电子散斑干涉及位移场分离

论文摘要

光学是物理学中古老的一门应用性较强的基础学科,光学的起源应追溯到远古时代(我国春秋战国时期)。之后的二千多年漫长岁月构成了光学发展的萌芽时期,它是光学发展史上一段缓慢前进的年代。电子散斑干涉计量是光学测量技术的一个重要分支。它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是一种现代高科技光测方法,它具有全场、非接触、高精度、高灵敏度、不避光、不照相、不需要特殊防震、快速实时并可在线检测等优点。被广泛的应用于汽车、防伪、工业测量、机械、土木、水利、电器、天文、航空航天、兵器工业、信息处理、表面粗糙度、三维面型测量及生物医学等领域的检测中。本文就电子散斑干涉及位移场分离等方面进行了研究和探讨,主要内容概括如下:1.回顾了散斑现象的发现、发展、分类及应用。从光的干涉测量着手,先后介绍了电子散斑干涉现象,电子散斑干涉测量的特点及优点,电子散斑干涉测量的发展前景,激光散斑干涉测量方法。2.介绍了相移相位测量法、傅里叶变换相位测量法、ESPI条纹图的频域滤波方法、分析了散斑干涉图像的特征。3.总结了位移场分离的几种方法。提出了利用单幅电子散斑物体变形相位图分离二维分量的方法。传统电子散斑干涉技术测量得到的是物体变形的混合相位场。当物体具有对称变形时,可通过图像处理的方法,获得二维变形场的分量值。利用三点加载的简支梁进行了实验,给出了实验结果,验证了该方法的正确性。该方法保持了传统电子散斑干涉系统的简单、稳定、便于应用的优点,并进一步得到了二维场分量的信息。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电子散斑的发现、发展及特点
• 1.2 电子散斑技术的应用
• 1.3 散斑发展现状和展望
• 1.4 电子散斑的分类
• 1.5 论文写作思路及主要工作
• 第二章 电子散斑干涉测量
• 2.1 光的干涉测量
• 2.2 电子散斑干涉现象
• 2.3 电子散斑干涉测量的特点及优点
• 2.4 电子散斑干涉测量的发展及前景
• 2.5 散斑干涉测量方法
• 2.6 小结
• 第三章 电子散斑图像处理及相位测量
• 3.1 引言
• 3.2 相移相位测量法
• 3.3 PZT相移器
• 3.4 傅里叶变换相位测量法
• 3.5 ESPI 条纹图的频域滤波方法
• 3.6 散斑干涉图像的特征分析
• 3.7 小结
• 第四章 位移场的分离方法
• 4.1 电子散斑干涉技术原理
• 4.2 双光束电子散斑干涉法分离位移场
• 4.3 三维电子散斑干涉法分离位移场
• 4.4 大错位电子散斑干涉法分离位移场
• 4.5 小结
• 第五章 单幅相位图的二维位移分离技术
• 5.1 位移分量分离原理
• 5.2 典型实验
• 5.3 测量方法
• 5.4 结论
• 5.5 小结
• 第六章 剪切电子散斑法位移场分离
• 6.1 数字散斑剪切干涉模型与干涉原理
• 6.2 错位电子散斑干涉原理
• 6.3 典型实验
• 6.4 剪切电子散斑干涉测量的特点及优点
• 6.5 小结
• 第七章 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢