反遠距成像相移剪切散斑干涉檢測系統(tǒng)

朱 猛，李翔宇，李秀明，黃戰(zhàn)華

反遠距成像相移剪切散斑干涉檢測系統(tǒng)

朱 猛，李翔宇，李秀明，黃戰(zhàn)華

（天津大學精密儀器與光電子工程學院光電信息技術(shù)教育部重點實驗室，天津300072）

為了擴大傳統(tǒng)剪切散斑干涉儀的檢測視場，設(shè)計了一種反遠距成像邁克爾遜式剪切散斑干涉系統(tǒng)。采用負透鏡組與標準成像鏡頭組成反遠距成像系統(tǒng)，分析了光路的成像參量，并利用ZEMAX軟件進行了模擬；討論了發(fā)散光路時間相移的非均勻性，采用等步長相移算法進行相位解算可以彌補非均勻誤差；并對中心加載的橡膠平板進行了測量。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能有效地擴大成像視場，采用3片焦距為－75mm的平凹鏡片可以實現(xiàn)70°視場角的散斑干涉檢測，通過調(diào)整平凹鏡片的焦距和數(shù)量可以實時調(diào)整成像視場。

激光技術(shù)；散斑干涉；反遠距成像；視場

引 言

在激光無損檢測領(lǐng)域中常采用剪切散斑干涉法進行形變和振動的檢測，被相干光照明的物面發(fā)生形變，形變轉(zhuǎn)化為像面上散斑的變化，通過二次曝光進行相減或相關(guān)運算測量變形物理量［1-5］。按照干涉形成過程將剪切散斑干涉技術(shù)分為散斑參考光和平面參考光兩種。散斑參考光是一種自參考的干涉方式，具有照明光路和干涉光路可以分離的優(yōu)點，在實際中應用較為廣泛。為了計算出相位分布，常采用相移技術(shù)與剪切干涉相結(jié)合，其中最常用的光路就是邁克爾遜式時間相移干涉光路。將邁克爾遜干涉儀中一個平面鏡轉(zhuǎn)動微小角度實現(xiàn)剪切干涉，而另一個平面鏡則用來做相移元件，將壓電陶瓷與平面鏡綁定，通過改變參考光的光程實現(xiàn)步進相移。……