外差散斑成像技術(shù)的研究.pdf

1、電子散斑干涉技術(shù)是一種非接觸、高精度、可實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)探測(cè)的現(xiàn)代光學(xué)計(jì)量手段，并且通過(guò)利用時(shí)間序列等時(shí)域信號(hào)處理算法，電子散斑干涉技術(shù)還展現(xiàn)出了實(shí)時(shí)全場(chǎng)成像測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。隨著工程技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的要求也在逐步提高，越來(lái)越多的測(cè)量涉及到了時(shí)間參數(shù)，而這也正是電子散斑干涉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。因此，該技術(shù)在現(xiàn)代光學(xué)計(jì)量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與研究。
　　在電子散斑干涉技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，由于激光器輸出功率不穩(wěn)定、振動(dòng)以及周?chē)h(huán)境擾動(dòng)等因素

2、，降低了電子散斑干涉測(cè)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(shù)的應(yīng)用范圍和技術(shù)發(fā)展。為了有效的解決上述問(wèn)題，外差干涉技術(shù)被引入到電子散斑干涉技術(shù)中，通過(guò)將待測(cè)信號(hào)加載到外差載頻上，從而成功的避開(kāi)噪聲頻段。但同時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)方式引入的外差載頻都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于面陣探測(cè)器的最高采樣頻率，只能借助點(diǎn)探測(cè)器來(lái)采集外差散斑干涉信號(hào)，并利用掃描機(jī)構(gòu)完成成像工作。因此，上述系統(tǒng)只能逐點(diǎn)掃描，分時(shí)完成成像測(cè)量，而這一方面不能對(duì)待測(cè)量進(jìn)行瞬

3、態(tài)全場(chǎng)分析;另一方面也未能充分利用電子散斑干涉可以全場(chǎng)實(shí)時(shí)成像的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。鑒于此，本論文主要針對(duì)外差散斑成像技術(shù)進(jìn)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(chǔ)上，采用雙橫向電光調(diào)制的方法來(lái)引入外差載頻。此方法可以通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)頻率來(lái)控制外差載頻的大小，使其可以滿(mǎn)足大多數(shù)面陣探測(cè)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(cè)器采樣頻率不匹配的問(wèn)題，真正意義上實(shí)現(xiàn)了外

4、差散斑干涉的全場(chǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)成像。
　　(2)設(shè)計(jì)了一套基于時(shí)間序列強(qiáng)度分析的算法。該算法基于快速傅里葉變換，通過(guò)計(jì)算外差散斑干涉成像系統(tǒng)中的信號(hào)，從而得到待測(cè)量的實(shí)時(shí)全場(chǎng)成像結(jié)果。
　　(3)完成了兩組仿真實(shí)驗(yàn)。分別對(duì)剛體簡(jiǎn)諧振動(dòng)和不規(guī)則形變進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)和算法的可行性和準(zhǔn)確性，并為后文的實(shí)驗(yàn)測(cè)試了系統(tǒng)配置參數(shù)，為實(shí)際中的實(shí)驗(yàn)提供了指導(dǎo)作用。
　　(4)搭建了兩套外差散斑干涉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其中一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用