外差散斑成像技術的研究.pdf

1、電子散斑干涉技術是一種非接觸、高精度、可實現(xiàn)全場探測的現(xiàn)代光學計量手段，并且通過利用時間序列等時域信號處理算法，電子散斑干涉技術還展現(xiàn)出了實時全場成像測量的優(yōu)勢。隨著工程技術的飛速發(fā)展，對無損檢測技術的要求也在逐步提高，越來越多的測量涉及到了時間參數(shù)，而這也正是電子散斑干涉技術的優(yōu)勢所在。因此，該技術在現(xiàn)代光學計量領域得到了廣泛的應用與研究。
　　在電子散斑干涉技術的實際應用中，由于激光器輸出功率不穩(wěn)定、振動以及周圍環(huán)境擾動等因素

2、，降低了電子散斑干涉測量系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性以及可靠性。這極大的限制了電子散斑干涉技術的應用范圍和技術發(fā)展。為了有效的解決上述問題，外差干涉技術被引入到電子散斑干涉技術中，通過將待測信號加載到外差載頻上，從而成功的避開噪聲頻段。但同時，通過傳統(tǒng)方式引入的外差載頻都遠遠大于面陣探測器的最高采樣頻率，只能借助點探測器來采集外差散斑干涉信號，并利用掃描機構(gòu)完成成像工作。因此，上述系統(tǒng)只能逐點掃描，分時完成成像測量，而這一方面不能對待測量進行瞬

3、態(tài)全場分析;另一方面也未能充分利用電子散斑干涉可以全場實時成像的技術優(yōu)勢。鑒于此，本論文主要針對外差散斑成像技術進行了研究，主要的工作包括:
　　(1)提出了外差散斑成像的概念。在電子散斑干涉和外差干涉結(jié)合的基礎上，采用雙橫向電光調(diào)制的方法來引入外差載頻。此方法可以通過設置驅(qū)動電場的旋轉(zhuǎn)頻率來控制外差載頻的大小，使其可以滿足大多數(shù)面陣探測器的采樣頻率要求，從而成功的解決了外差載頻和面陣探測器采樣頻率不匹配的問題，真正意義上實現(xiàn)了外

4、差散斑干涉的全場動態(tài)實時成像。
　　(2)設計了一套基于時間序列強度分析的算法。該算法基于快速傅里葉變換，通過計算外差散斑干涉成像系統(tǒng)中的信號，從而得到待測量的實時全場成像結(jié)果。
　　(3)完成了兩組仿真實驗。分別對剛體簡諧振動和不規(guī)則形變進行了仿真實驗，驗證了所設計系統(tǒng)和算法的可行性和準確性，并為后文的實驗測試了系統(tǒng)配置參數(shù)，為實際中的實驗提供了指導作用。
　　(4)搭建了兩套外差散斑干涉實驗系統(tǒng)。其中一套實驗系統(tǒng)用