反遠(yuǎn)距成像相移剪切散斑干涉檢測(cè)系統(tǒng)

朱 猛，李翔宇，李秀明，黃戰(zhàn)華

反遠(yuǎn)距成像相移剪切散斑干涉檢測(cè)系統(tǒng)

朱 猛，李翔宇，李秀明，黃戰(zhàn)華

（天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院光電信息技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072）

為了擴(kuò)大傳統(tǒng)剪切散斑干涉儀的檢測(cè)視場(chǎng)，設(shè)計(jì)了一種反遠(yuǎn)距成像邁克爾遜式剪切散斑干涉系統(tǒng)。采用負(fù)透鏡組與標(biāo)準(zhǔn)成像鏡頭組成反遠(yuǎn)距成像系統(tǒng)，分析了光路的成像參量，并利用ZEMAX軟件進(jìn)行了模擬；討論了發(fā)散光路時(shí)間相移的非均勻性，采用等步長(zhǎng)相移算法進(jìn)行相位解算可以彌補(bǔ)非均勻誤差；并對(duì)中心加載的橡膠平板進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能有效地?cái)U(kuò)大成像視場(chǎng)，采用3片焦距為－75mm的平凹鏡片可以實(shí)現(xiàn)70°視場(chǎng)角的散斑干涉檢測(cè)，通過調(diào)整平凹鏡片的焦距和數(shù)量可以實(shí)時(shí)調(diào)整成像視場(chǎng)。

激光技術(shù)；散斑干涉；反遠(yuǎn)距成像；視場(chǎng)

引 言

在激光無損檢測(cè)領(lǐng)域中常采用剪切散斑干涉法進(jìn)行形變和振動(dòng)的檢測(cè)，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(jìn)行相減或相關(guān)運(yùn)算測(cè)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(diǎn)，在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。為了計(jì)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(shí)間相移干涉光路。將邁克爾遜干涉儀中一個(gè)平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)微小角度實(shí)現(xiàn)剪切干涉，而另一個(gè)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(shí)現(xiàn)步進(jìn)相移。……