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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.一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.