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1、电子散斑干涉技术的使用 刘浏 160937 导师：杨福俊 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606371 目录 特点及基本概念 测量光路及方法 图像采集方法 图像处理 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606372 方法特点 测量精度高，实时监测，实时处理；（390780纳米） 全场检验； 非接触性； 结果易于保存； 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606373 电子散斑干涉技术 一种高精度、非接触式、全场实时的光学干涉测量技术。 干涉与散斑 相同的频率（相干光 ） 相同的振动方向 固定相位差 A振幅 I 光强 相位 差 干涉三要素 散斑定义： 当一组相干光照射
2、到粗糙等物体表面引起漫反射，而表面各部位反射所发出的次波在物体表面的前方 发生干涉，从而形成大量的明暗相间的光斑。 基本依据 随机分布，但是对于固定光源且同一物体表面来说，其分布规律也是一定的，即，散斑空间特性只决定于 光源的特性和被照射物体表面。所以，在光源固定的前提下，散斑的特性与物体表面存在着固定的关系。 通过对物体发生形变（位移）前后分别测得的干涉散斑信息，进行处理分析，得到物体表面的位移改变 量。 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606374 离面测量系统 I 光强 A 振幅 I=A2 位移引起相位差 漫反射产生的随机相位差 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16
3、06375 基于迈克尔逊干涉仪 离面干涉系统 改进离面干涉系统 不足：分光棱镜尺寸 受制于被测物体 面内测量系统 U对应X轴方向的运动，面内运动 光路特点： 两束光对称入射（消除离面位移） 每两束光只能测量一个方向面内位移 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606376 离面位移、面内位移同时改变相位差 分别在特定条件下，分解计算 剪切散斑 分类 基于迈克尔逊干涉光路 基于光楔剪切成像 基于特斯拉棱镜 基本想法： 产生位错，数学上对自变量进行差分 差分放大微小变形，提高测量精度 优点：1、无需参考光束，简化实验仪器 2、直接测量表面应变（表面位移的一维导数 ） 2016/11/30电
4、子散斑干涉技术 刘浏1606377 特斯拉棱镜 将一束无偏光束分成两个偏振方向互相垂直的线偏振光， 且两束光分离角相对于入射角方向对称. 时间平均方法 效果图 时间平均方法 图像相减方法 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606378 tau 图像相减方法 分类 动减动 动减静 效果图 原理：相减消除背景光 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏1606379 概率方法 基于图像处理中图像平均降噪方法（随机噪声） 同时，利用高速相机连续采图技术 带噪图像模型 平均 标准差 期望值 效果图 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16063710 eta 图像基本处理 图像增强
5、噪声去除 目的 方法内容基本分类类作用对对象 灰度变换r变换前灰度 s变换后灰度 线性函数 对数函数 幂律函数 单一像素点 空间域滤波法 平滑空间滤波 锐化空间滤波 像素点及其领域 频域滤波法 傅里叶变换 频域滤波 傅里叶逆变换 低通滤波 高通滤波 频域图像 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16063711 相位解调技术 相移方法（多幅图像条纹求解相位） 单幅条纹图求解相位 从条纹图中解调出条纹的相位 使用偏振光学原件 用位移改变相位 产生相移方法 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16063712 四步相移技术 参考文献 Wei-Chung Wang, Chi-Hung H
6、wang and Shu-Yu Lin. Vibration measurement by the time-averaged electronic speckle pattern interferometry methodsJ . Applied Optics, 1996,35(22):4502-4509 Ching-Yuan Chang, Shih-Hao Lin, and Chien-Ching Ma. High-resolution electronic interferometry for the measurement of in-plane vibrationJ.Applied
7、Optics.2012, 24(51):5773-5779 J.A.Leendertz and J.N.Butters. An image-shearing speckle-pattern interferometer for measuring bending moments J. Journal of Physics,1973,6:1107-1110 Yau Y. Hung ,Charles E.Taylor. Speckle-Shearing Interferometric Camera-A Tool For Measurement Of Derivatives Of Surface-DisplacementJ. Technical Symposium, 1974, 41:169-176 洪友仁，何浩培，何小元. 剪切散斑 一种光学测量技术及其应用J实验力学, 2006, 21(6):667-688 杨福俊，何小元，陈陆捷. 现代光测力学与图像处理M.南京：东南大学出版社，2015 Rafael C.Gonzalez and Richard E.Woods. Digital image processingMthird edition, 2002. 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16063713 感谢 2016/11/30电子散斑干涉技术 刘浏16063714
