文档介绍：·
西南民族大学学报自然科学版
第卷第期·
文章编号一一·
激光散斑二次曝光干涉法测量微小位移和形变
何启浩
西南民族大学电气信息工程学院, 成都
摘要分析和讨论了激光散斑二次曝光千步法测量微小位移和形变的原理及方法, 提出了位移散斑图是该测量方法
中的关键因素
关键词激光散斑位移散斑图测量
中图分类号文献标识码
当激光照射到物体上时, 由于物体表面有一定的粗糙度, 在物体表面附近的空间将出现明暗相间的亮斑与
暗斑, 这种现象为物体表面散射光之间的干涉由于散射光之间的传播方向不同, 造成这些亮斑与暗斑的分布
是杂乱的和随机的, 称为激光散斑, 因为散斑携带着物体粗糙表面的某些信息, 借助于散斑不仅可以研究物体
粗糙表面本身的信息, 而且还可研究其形状与位置的变化当物体表面或内部的某一点发生相应的微小位移
时, 要引起所对应的散斑点发生相应的移动这样用二次曝光的照相方法将物体表面或内部产生的微小位移
前后的散斑记录在同一张记录材料上时, 通过分析比较就可测量出物体表面或内部的微小位移和形变该方
,
法用于无损检测中就可检测出被测物表面或内部的缺陷’,
激光散斑与位移散斑图
激光散斑
当一束激光照射到被测物体表面通常称为散射体时, 在散射体附近空间出现的散斑称为空间散斑由于
散射体表面的无规则的结构, 任一独立的散射基元光波对其相邻的散射元的相位差在二之间随机分布在
空间散斑场中任一点的光振动是大量基元光波在该点的统计求和, 这样在空间就形成了空间散斑称为菲涅耳型
散斑此时在观察面上的散斑的平均直径为七兄令心, 式中是散射面的直径, 是散射面到观察面的距
离如果将被测的散射体用透镜成像, 则在像面上得到的散斑称为像面散斑称为夫琅和费型散斑, 其散斑的
平均直径为尧双刊哟, 式中材为共扼面的横向放大率, 厂为相对孔径的倒数护七透镜的焦丘方透镜的孔
径当散射面位于足够远时, 成像面与透镜的后焦面相重合, 散斑的平均直径则为勺解
散斑图样的强度分布的概率密度函数由下式给出川
一,
式中从为散斑强度在拜口大之间的概率, 为平均强度
位移散斑图及其透过率
、
收稿日期一一
作者简介何启浩一, 男, 西南民族大学电气信息工程学院讲师
第期何启浩激光散斑二次曝光干涉法测量微小位移和形变
在图的光路中, 对同一块全息干板万进行两次曝光, 在两次曝光之间若被测物体口发生了一微小的面内位
移水纲咖被测物在外力的作用下发生微小面内位移或形变等, , 力为被测物。所在平面的坐标, 则
全息干板万上所记录的激光散斑干涉图样可以称为位移散斑图
,
设第一次曝光时干板万上光强分布为, 办在曝光量相同的条件下如曝光时间相同设图中物像共扼
面的横向放大率九卜, 则第二次曝光时干板万上的光强分布为一公, 一妙, 而两次曝光后干板万上所记录
的总光强为
, 夕, 一血, 夕一今
利用占函数的性质, 上式可用卷积表示为
, , 占, 占一态, 少一今
, ,
对于全息干板厅进行线性显影后则干板的振幅透过率力与光强了, 力成线性关系
, 夕一, 夕占, 占一态, 夕一今
式中、是记录全息干板上的有关常数由上式可