CCD云纹方法的光学放大作用分析及其在干涉测量中的应用

几何云纹由于对栅线变形具有光学放大作用,常被用于高密度栅线的微小变形测量。但是其需要分别设置参考栅和试件栅,实验布置复杂。当使用数字相机直接拍摄试件栅时也会形成与几何云纹相似的CCD云纹,但是基于此原理发展的变形分析方法是否可以应用于高密度栅线变形分析还缺乏相关的研究。本文基于CCD云纹的形成机理和周期公式,分析并确认了其与几何云纹一样具有光学放大作用,因此可以将其应用于高密度栅线/干涉条纹的解析。利用此优势,实现了对高密度干涉条纹间距的解析,实现了两个相干点光源距离和迈克尔逊干涉实验转动角度的精密测量。本研究为干涉实验中高密度条纹分析提供了一种新的手段,可以解决实验中条纹过密无法解析的问题。     

微电子封装组件热应变的云纹干涉法研究

本文提出云纹高频试件栅高温复制组件工艺,并应用于电子封装组件125℃～200℃,热应变的云纹干涉法测量,得到了封装组件表面在高温下的热膨胀系数,本云纹特点是灵敏度高,可全场测量,适用于电子封装组件热变形失效分析.     

干涉云纹光学倍增方法研究

本文提出一种干涉云纹的光学倍增方法。通过给由试件变形引起的云纹图施加一定频率的载波条纹，用具有高分辨率的记录介质记录这一附加有载波的云纹图，经处理后，记录介质相当于一个频率较低的转移变形试件栅，把它放到云纹干涉光路系统中作为试件栅，当对称入射的双光束在其上形成的虚参考栅频率为原载波条纹频率的２ｎ倍时，就可以得到倍增为２ｎ倍后的载荷条纹，使相应的测量灵敏度提高２ｎ倍。文中对这一方法进行了理论分析和实验验证。     

用云纹干涉法测复合材料的固化残余应变

云纹干涉法是研究复合材料变形的一种有效方法.本文讨论了用云纹干涉法测量复合材料的固化残余应变,获得了试件表面的位移条纹图,并用电测方法加以验证。     

高分辨率电镜微米云纹法及其应用

文中就云纹干涉法,电子束云纹法,原子力云纹法,扫描电镜云纹法,聚焦离子束云纹测量微区变形的原理和适用性进行了讨论.应用1200线/毫米的云纹光栅并结合云纹干涉法,电子束云纹法,原子力云纹法,扫描电镜云纹法测量QFP和BGA型电子封装组件的热变形.提出一种新型聚焦离子束云纹法,在MEMS结构上制栅形成FIB扫描云纹,成功的实验结果表明这种方法的可行性.     

扫描隧道显微镜（STM）纳米云纹法及相移技术研究

本文提出了应用扫描隧道显微镜（STM）纳米云纹法的测量面内位移的原理。测量中，扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅，物质原子昌格栅结构作为试件栅，由这两组栅线干涉形成云纹进行纳米级变形测量。同时，利用PZT控制载物台使试件沿栅线的垂直方向转动，来实现从0到2π的四步相移。文中对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理和测量方法以及相移技术进行了详尽的讨论。并运用该方法对高纯定向裂解石墨（HOPG）的纳米级变形虚应变进行了测量研究。     

电子封装组件热变形的实时观测

本文利用云纹干涉法,首次实时的对新型电子封装组件BGA在22℃至110℃温度载荷下的热变形进行了研究.研究表明对焊点截面的实时观测结果和试件的实际变形情况是完全吻合的.该结论为以后通过云纹干涉法高温实时观测技术进一步对焊点的热变形进行实时测量和研究铺平了道路.     

用云纹干涉法测量和研究双层钴合金的挠度

运用云纹干涉原理对双层钴-合金材料进行三点弯曲试验,测试其常温与高温条件下的挠度值.通过大量试验,且与千分表测试的挠度值进行比较.结果表明,常温条件下的云纹测试挠度值与千分表法可以达到同样的精确度.同时,该实验方法体现了高温云纹干涉法在材料高温力学性能测试方面的优越性.高温云纹法是非接触式测量,在高温环境下有效地解决了量具高温变形的困难,且结合云纹图像可以对试件受力动态变形情况进行实时观测和分析,是一种较为精确测试常温及高温挠度的新方法.     

断裂测试系列讲座 第二讲 云纹法及其在断裂力学中的应用

1.云纹法(Moire Method) 由粘牢于试件(模型或构件)表面并可随其一起变形的栅片和栅板重迭(图1),栅线间因几何干涉而产生条纹(图2),这种干涉条纹称为云纹。云纹法就是根据这类云纹测定和分析试件的位移场或应变场的实验应力分析方法。     

单光束错位云纹干涉法测三维位移导数

本文提出了一种单光束错位云纹干涉法.该方法可以实现实时测量,并可自动消除刚体位移的影响.该方法可被用于现场和动态测量.     

基于透射电镜晶格图像数字云纹的应变测量方法

提出一种通过量化几何转角实现应变测量的数字云纹新方法。该方法以高分辨透射电镜(TEM)获取的晶格图像为基础,通过傅立叶变换-反傅里叶变换,将TEM晶格图像生成三个不同倾角的栅线图。以已知应变状态位置获取的TEM栅线图为参考栅,以所需测量位置获得的栅线图为试件栅,分别对倾角接近的参考栅与试件栅进行逻辑运算,得到各倾角栅对应的数字云纹图像。基于几何云纹基本原理,建立参考栅与试件栅二者之间栅线倾角的变化(即栅线转角θ)、该栅线倾角所对应几何云纹条纹的倾角与栅线间距变化率(即栅线法向应变分量ε)之间的解析关系。计量栅线转角与几何云纹条纹的倾角便能够得到试件栅位置上三个不同方向的正应变,从而实现面内应变各分量的解耦测量。由于本方法获得的是高分辨TEM图像所在位置的应变平均信息,因此具有十纳米量级的空间分辨率。本文采用模拟实验对以上方法的正确性进行了验证,并将其应用于多层异质半导体结构横截面样品的应变分析,并给出了面内应变各分量的细节信息。     

云纹干涉反转倍增法及其在微电子组件变形场测量中应用

本文提出并介绍了云纹干涉反转倍增法，该方法将光学载波、反转剪切、富立叶变换倍增技术巧妙地结合于云纹干涉光路中。利用载波频率，把带载波的云纹干涉变形图在富立叶变换系统中进行条纹倍增，而试样变形信息也倍增了相同倍数，将云纹干涉的测量灵敏度又提高了一个数量级。在实验中实现了１６倍倍增，即位移测量灵敏度由０．４μｍ提高到０．０２５μｍ（虚栅频率１／２４００）。将这一方法用于测量热载下金属Ｎｉ膜／ＺｒＯ２陶瓷基界面裂纹尖端面内位移场，分析裂尖位移奇异性。实验表明：热载作用下，膜／基组件界面裂纹尖端的位移奇异性具有指数奇异特性，其奇异性指数与膜／基材料，界面层特性等有关     

曲面面内位移场测量的云纹干涉法

本文提出了一种测量曲面变形的双光束云纹干涉法.该方法强全息干板粘贴在圆柱表面以记录圆柱的曲面变形,滤波后可得到周向和径向位移信息.该方法的光路简单,灵敏度很高,条纹对比度好,为曲面变形测量提供了一种新方法.     

碳/环氧复合材料加工引起的残余热变形的微观云纹干涉方法研究

本文提出了一种新的微观云纹干涉法来测量碳/环氧复合材料的热变形.文中对该方法的原理和测量技术进行了详细的讨论,用碳/环氧复合材料制作了一个16层[90°2,0°2,+45°2,-45°2]的试样板,测量了由于加工引起的层间残余变形,计算了层间应变分量εx,εy,γxy.实验结果表明这种微观云纹干涉法能分辨出几十到几百微米范围内的云纹条纹.比传统的云纹干涉法具有更高的分辨率.     

贴片云纹干涉法测复合应力强度因子

贴片法把Post提出的云纹干涉法向前推进了一步,它成本低、实验周期短、工艺简单,在一般光测力学实验室都可进行。由于贴片可以分离,使云纹干涉法用于现场测量成为可能。本文提出了估计裂纹尖端绝对位移的切点连线法。编写了可以计算尖端刚性位移和旋转的阻尼最小二乘法程序,应用单向栅线,测定复合应力强度因子,与理论值进行了比较,得到了满意的结果。计算和实验的位移场重合。     

云纹干涉与钻孔法测量残余应力的实验方法与系统

应变片钻孔法是工程中应用最广的残余应力测量方法之一，由于应变片只能得到其长度范围内的平均应变，测量误差比较大，本文提出用云纹干涉法测量的位移信息代替应变片测量的应变信息来确定残余应力，用有限元建立位移与残余应力之间的关系，基于以上理论，开发了一种可以进行现场残余应力测量的便携式云纹干涉钻孔系统，并用该仪器进行了铝合金激光焊接接头的残余应力测量，得到了焊缝中心残余应力值。     

贴片云纹干涉法

将全息胶片粘贴到测试表面,利用全息干涉两次曝光法,获得高灵敏度二维云纹;曲于实现了制栅和测试过程的合一,胶片与试件分离后处理,本方法具有简易、省时、灵活,试验费用低,适用面广,可用于现场在位测试等优点。     

试件栅刻蚀技术研究

本文研究和实现了在试件表面直接涂布光刻胶制得振幅型低频栅和位相型高频全息栅的基础上，分别利用湿法化学腐蚀和反应离子刻蚀技术蚀刻试件栅的工艺。在几种不同材料的试件表面刻蚀出了试件栅，这种技术的实现使云纹干涉法和精细网格法在高温高压环境下的广泛应用成为可能。     

显微云纹技术在微电子器件力学测量中的应用

电子工业的不断发展促进了电子器件的微小型化,作为新型产品设计基础的微电子器件可靠 性分析成为人们非常关注的问题. 力学参数的测量可以为可靠性评价提供有价值的实验依据. 概括总结了显微云纹技术的发展,主要介绍了云纹干涉法和扫描显微镜云纹方法及其在 微电子器件全场变形场测量中的应用.     

高灵敏度,高温全息云纹光栅及其应用

本文简要介绍了高灵敏度，高温全息云纹光栅技术，主要包括旋转点光源激光全息干涉制栅系统，折射率介质超高频光栅制作技术，双镀层抗高温氧化制栅技术，耐高温光刻胶模板及转移技术，现场变形栅转移技术。在此基础上还给出了高灵敏度，高温全息云纹光栅的几个典型应用实例