空間載頻剪切散斑干涉技術(shù)研究.pdf

1、剪切散斑干涉術(shù)是一種表面微形變的光學(xué)測量技術(shù),具有非接觸、高靈敏度、無損檢測、全場檢測等優(yōu)點,在多種材料的無損檢測中有著廣泛地應(yīng)用。目前多數(shù)剪切散斑干涉測量設(shè)備采用時間相移技術(shù),只有少數(shù)國外產(chǎn)品采用空間相移技術(shù)。時間相移技術(shù)在時間序列上采集相移散斑圖,不適合動態(tài)測量;空間相移技術(shù)中的空間載頻法能夠?qū)崿F(xiàn)散斑圖像的瞬態(tài)采集和處理,是動態(tài)測量的最佳方法之一。本文圍繞空間載頻技術(shù),開展了以下幾方面的研究工作:
　　一、提出了簡化的傅里葉變

2、換法,有效地減少了形變相位提取的計算復(fù)雜度。傳統(tǒng)的傅里葉變換法對頻譜旁瓣中心定位不準(zhǔn)確會導(dǎo)致載頻相位殘余,本文提出利用函數(shù)變換直接計算形變相位的方法,簡化了相位提取流程。
　　二、設(shè)計了剪切量獨立可調(diào)的雙孔徑空間載頻剪切干涉光路,和基于4f系統(tǒng)的視場擴展光路。利用雙孔限制散斑尺寸并引入載頻,剪切量通過組合雙光楔進行調(diào)節(jié),其中載頻量由孔距與像距決定,剪切量可以進行獨立調(diào)節(jié)。同時,本文還結(jié)合4f系統(tǒng)設(shè)計了系統(tǒng)的視場擴展光路,實現(xiàn)了大視

3、場測量。
　　三、完成了載頻散斑干涉圖的處理算法設(shè)計和測量應(yīng)用軟件設(shè)計,實現(xiàn)了低噪聲的高質(zhì)量相位圖的動態(tài)提取。本文所設(shè)計的圖像處理算法在頻域和空域分別實現(xiàn)了載頻干涉圖的降噪和相位圖的濾波,濾除了低頻背景噪聲和高頻相位殘余噪聲。開發(fā)了適用于動態(tài)測量的采集與處理軟件。
　　四、搭建了空間相移剪切散斑干涉實驗系統(tǒng),實驗驗證了系統(tǒng)的正確性和算法的合理性。結(jié)合所設(shè)計的光路結(jié)構(gòu),開展了相關(guān)實驗,對橡膠板的彈性形變恢復(fù)過程進行了動態(tài)測量。