1、電子散斑干涉技術(shù)的使用,2016/11/30,1,目錄,特點(diǎn)及基本概念 測(cè)量光路及方法 圖像采集方法 圖像處理,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,2,方法特點(diǎn),測(cè)量精度高，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)處理；（390780納米） 全場(chǎng)檢驗(yàn)； 非接觸性； 結(jié)果易于保存；,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,3,電子散斑干涉技術(shù) 一種高精度、非接觸式、全場(chǎng)實(shí)時(shí)的光學(xué)干涉測(cè)量技術(shù)。,干涉與散斑,相同的頻率（相干光） 相同的振動(dòng)方向 固定相位差,A振幅 I 光強(qiáng) 相位差,干涉三要素,散斑定義： 當(dāng)一組相干光照射到粗糙等物體表面引起漫反射，而表面各部位反射所發(fā)出的次波在物體

2、表面的前方發(fā)生干涉，從而形成大量的明暗相間的光斑。,基本依據(jù) 隨機(jī)分布，但是對(duì)于固定光源且同一物體表面來(lái)說(shuō)，其分布規(guī)律也是一定的，即，散斑空間特性只決定于光源的特性和被照射物體表面。所以，在光源固定的前提下，散斑的特性與物體表面存在著固定的關(guān)系。 通過(guò)對(duì)物體發(fā)生形變（位移）前后分別測(cè)得的干涉散斑信息，進(jìn)行處理分析，得到物體表面的位移改變量。,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,4,離面測(cè)量系統(tǒng),I 光強(qiáng) A 振幅 I=A2 位移引起相位差 漫反射產(chǎn)生的隨機(jī)相位差,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,5,基于邁克爾遜干涉儀離面干涉系統(tǒng),改進(jìn)離面干涉系統(tǒng)

3、,不足：分光棱鏡尺寸受制于被測(cè)物體,面內(nèi)測(cè)量系統(tǒng),U對(duì)應(yīng)X軸方向的運(yùn)動(dòng)，面內(nèi)運(yùn)動(dòng),光路特點(diǎn)： 兩束光對(duì)稱入射（消除離面位移） 每?jī)墒庵荒軠y(cè)量一個(gè)方向面內(nèi)位移,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,6,離面位移、面內(nèi)位移同時(shí)改變相位差,分別在特定條件下，分解計(jì)算,剪切散斑,分類 基于邁克爾遜干涉光路 基于光楔剪切成像 基于特斯拉棱鏡,基本想法： 產(chǎn)生位錯(cuò)，數(shù)學(xué)上對(duì)自變量進(jìn)行差分 差分放大微小變形，提高測(cè)量精度,優(yōu)點(diǎn)：1、無(wú)需參考光束，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)儀器 2、直接測(cè)量表面應(yīng)變（表面位移的一維導(dǎo)數(shù)）,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,7,特斯拉棱鏡 將一束無(wú)偏

4、光束分成兩個(gè)偏振方向互相垂直的線偏振光，且兩束光分離角相對(duì)于入射角方向?qū)ΨQ.,時(shí)間平均方法,效果圖 時(shí)間平均方法 圖像相減方法,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,8,tau,圖像相減方法,分類 動(dòng)減動(dòng) 動(dòng)減靜,效果圖,原理：相減消除背景光,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,9,概率方法,基于圖像處理中圖像平均降噪方法（隨機(jī)噪聲） 同時(shí)，利用高速相機(jī)連續(xù)采圖技術(shù),帶噪圖像模型,平均,標(biāo)準(zhǔn)差,期望值,效果圖,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,10,eta,圖像基本處理,圖像增強(qiáng),噪聲去除,目的,2016/11/30,電子散斑干

5、涉技術(shù) 劉瀏160637,11,相位解調(diào)技術(shù),相移方法（多幅圖像條紋求解相位） 單幅條紋圖求解相位,從條紋圖中解調(diào)出條紋的相位,使用偏振光學(xué)原件 用位移改變相位,產(chǎn)生相移方法,2016/11/30,電子散斑干涉技術(shù) 劉瀏160637,12,四步相移技術(shù),參考文獻(xiàn),Wei-Chung Wang, Chi-Hung Hwang and Shu-Yu Lin. Vibration measurement by the time-averaged electronic speckle pattern interferometry methodsJ . Applied Optics, 1996,35(2

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7、 Journal of Physics,1973,6:1107-1110 Yau Y. Hung ,Charles E.Taylor. Speckle-Shearing Interferometric Camera-A Tool For Measurement Of Derivatives Of Surface-DisplacementJ. Technical Symposium,1974,41:169-176 洪友仁，何浩培，何小元. 剪切散斑 一種光學(xué)測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用J實(shí)驗(yàn)力學(xué),2006,21(6):667-688 楊?？?，何小元，陳陸捷. 現(xiàn)代光測(cè)力學(xué)與圖像處理M.南京：東南大學(xué)出版社，2015 Rafael C.Gonzalez and Richard E.Woods. Digital image processin