光学空间频率合成器及其在无分散三维形状计测中的应用(英文)

传统的白光干涉法、光学频谱扫描干涉法、低相干度断层扫描法以及其他三维形状计测法均采用宽带光学频谱光源实现绝对高度的测量,因此当测量对象存在不均匀的折射率分布或者光学吸收特性时,以上方法将不能给出准确的测量结果。针对传统绝对干涉法的这些制约,本研究通过干涉现象中时空参数的类比,提出了宽带空间频谱单色光源的概念,并通过改变光源的空间频谱构造验证了无分散三维绝对形状测定方法的可行性。     

光学空间频率合成器及其在无分散三维形状计测中的应用

传统的白光干涉法、光学频谱扫描干涉法、低相干度断层扫描法以及其他三维形状计测法均采用宽带光学频谱光源实现绝对高度的测量，因此当测量对象存在不均匀的折射率分布或者光学吸收特性时，以上方法将不能给出准确的测量结果。针对传统绝对干涉法的这些制约，本研究通过干涉现象中时空参数的类比，提出了宽带空间频谱单色光源的概念，并通过改变光源的空间频谱构造验证了无分散三维绝对形状测定方法的可行性。     

基于等厚干涉的轴向空间相干度分析及其在表面形状测量中的可行性探讨

从等厚子干涉的解释出发，推导出了二维空间的相干方程。基于空间相干方程，利用SLM产生了一个新的空间非相干光源。同时提出了新的相移方案，并结合这个新的相移方案，实现了轴向空间距离的探测和干涉条纹的相移。分析了空间方向角度相干方程的影响，并给出了实验验证。通过对非相干光源的参数和特定的空间距离以及空间方向角的匹配，重建了一个具有标准段差的实际物体的表现形状。为光学表面形状测量提供了新的思路。     

云纹干涉法现场测量中的变形试件栅复制技术

本文研究了云纹干涉法的现场测量技术.该方法在现场测量过程中复制变形的试件栅.试件栅上保留了载荷引起的变形信息,通过云纹干涉法可以得到这些变形信息.该方法不但具有云纹干涉法的所有优点,并且使云纹干涉法可以在光学实验室以外场合中应用.     

电子散斑干涉和Video全息干涉

本文综述了有关电子散斑干涉法(ESPI)和Vidco全息干涉技术的一些近期成果.主要包括:有机玻璃模型中主应力和的测量,二维气体温度场和轴对称气体温度场的测量,三维物体表面形状和三维位移场的测量.条纹图均用数字图象处理系统处理.文中介绍了各种测量光路和操作技术,分析了可能出现的误差,提供了部分实验结果.     

单光束楔形镜云纹干涉法

本文利用单光束楔形镜云纹干涉法代替传统的双光束云纹干涉法进行位移场和应变场的测量.单光束云纹干涉法具有光路简单,不受环境干扰等特点.本文将云纹干涉法的波前理论与近代光学信息技术有机地结合起来,对单光束干涉系统进行了分析,得到了记录的光强和再现的位移应变公式.利用该系统,得到了三点弯矩形梁的全场位移条纹图和应变条纹图.     

润滑膜厚测量的双色光干涉强度调制方法

提出一种红绿双色光干涉强度调制技术(DIIM)对球盘接触润滑油膜厚度进行测量.利用接触区外部干涉图像中红、绿分量强度值之差得到调制信号,并由此得到对应特征点的条纹干涉级次,进而由干涉强度得到接触区内任一点膜厚.运用多光束干涉理论对所提出的测量技术进行了原理分析,讨论了所用双色光的光波长、半峰全宽、测量介质对测量结果的影响.最后,应用该技术分别对球盘接触的静态间隙和动态油膜厚度进行测量,结果与经典理论有很好的一致性,证明了该技术的可行性.对试验所用的双色激光光源(红光653 nm、绿光532 nm),光学量程可达4μm.由于光强衰减小且能避免干涉级次计数,该方法可高效测量润滑油膜厚度.     

光学干涉计量中的位相测量方法

对光学干涉计量中常用的位相测量方法进行了综述,包括时间相移法、空间相移法、空间载波相移法和Fourier变换法以及位相展开问题。     

激光反射全息干涉法现场测量残余应力的实验研究

本文根据激光反射干涉法的基本原理，采用钻盲孔释放残余应变的手段，提出一种新颖的残余应力激光全息现场测量的方法，推导出该光学测量方法３种计算公式．解决了激光全息干涉法不能进行现场实测的难题．     

激光反射全息干涉法现场测量残余应力的实验研究

本文根据激光反射干涉法的基本原理，采用钻盲孔释放残余应变的手段，提出一种新颖的残余应力激光全息现场测量的方法，推导出该光学测量方法３种计算公式．解决了激光全息干涉法不能进行现场实测的难题．     

激光散斑干涉法测量金属复合引线热膨胀系数的实验研究

本文采用激光散斑干涉法测量微电子金属封装用金属复合引线的热膨胀系数。该方法有很高的测量精度和灵敏度,并对试件形状、尺寸和表面无特殊要求。同时利用光学方法全场测量的优点,使用已知热膨胀系数的金属材料作为标准试件,可减少温度场不均匀分布及微小变化对测试精度的影响,消除了测量光路几何参数导致的系统误差。在相对简单的实验设备下,得到较高精度金属复合引线的热膨胀系数值。该方法可广泛用于各种新材料的热膨胀系数的测定。     

双参考光全息—散斑干涉术的原理和实验

本文用统计光学方法对双参考光全息——散斑干涉术进行了详尽的理论分析,给出了全息和散斑干涉场区域平均光强分布与光学系统主要参数及三维变形场各分量之间关系的解析表达式,进而讨论了离面位移和面内位移测量的上、下限,最后还给出了有关的实验结果。     

用散斑剪切干涉法测量物体的曲率

本文在Hung 提出的剪切干涉术的基础上,用散斑剪切干涉法测量了物体的曲率,其结果与Subra-manian 所得到的结果基本一致.并且用其测试了悬臂梁的受集中力作用后的曲率分布情况,理论解与实验值吻合得较好.     

用DSPI方法和栅线投影法测量任意曲表面的三维变形

本文采用数字散斑干涉法和栅线投影法同时测量了任意曲表面的三维位移和三维形貌，并运用数字图像处理技术分析了曲表面的三维应变场，用实验方法获得了曲表面的主应变和主方向。     

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。     

测量物体三维位移的像全息散斑夹片法

本文对N.Abramson提出的夹片方法作了进一步改进。提出了测量物体表面三维变形的双参考光像全息散斑夹片新方法。该法能消除物体由于刚体位移而产生的不良影响。并能有效地消除参考光对测量散斑干涉时出现的严重噪音。文中通过对悬臂梁和玻璃钢三点弯断裂试件的测量及分析,证明了提出的方法是可行的。     

错位云纹干涉法同步测量三维位移导数场

本文提出一种变载波双曝光错位云纹干涉法,将变形信息的记录过程与错位分析分开进行。通过对一级衍射波引入适当载波后,用双曝光法将变形信息记录在一张底板上,尔后通过滤波分离变形信息及错位处理,实现了三维位移导数场的同步测量。文中给出了较为严密的理论推导,并给出了平面模型静态下的面内和离面位移场测量结果。     

干涉条纹识别的自适应视觉基元匹配法

通过对光学干涉条纹灰度分布规律的分析，针对其全场灰度极值分布不均匀的，本文根据自适应原理，提出了用于确定条纹方向的自适应视觉基元匹配法，并且采用二维灰度场的方向导数确定灰度的极值位置，使得对于干涉条纹光学中的识别达到了很好的效果。     

基于油膜干涉法的表面摩擦应力测量技术研究

本文应用油膜干涉法及速度型方法在平板模型上进行低速湍流的表面摩擦阻力测量,探索了油膜法测量表面摩擦阻力的实验技术,分析了不同实验方式对测量结果的影响以及实验误差产生的原因.研究表明,模型安装方式、油膜布置方式以及重力作用的影响在油膜干涉法中基本都可以忽略,在精度要求不高的情况下,不需要对结果进行修正.通过采用热膜法和油...     

偏振相移干涉栅投影技术及其应用

本文提出偏振相移干涉栅投影技术并成功地用于三维物面形状和大变形物体的位移测量，得到较为满意的实验结果。