散斑干涉条纹测量系统设计

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1、第!"卷!第!期光!学!仪!器4567!"!.57!#$%!年&月'()*+,-*./)0123.)/89:;!#$%!!!文章编号"%$$"<"&!$##$%!$$!<$$"?<$"散斑干涉条纹测量系统设计"盛!伟!李季平!陈加林!王辰熙#南京航空航天大学理学院!江苏南京!#%%%$&$摘要!为了测量散斑干涉条纹!从而计算出被测物体的微位移!提出了一种基于,)?@/"#芯片的解决方案"运用单片机驱动步进电机!精准控制光敏传感器的移动!利用传感器判定暗条纹中心!结合软件进行实时处理!获得再现干涉条纹间距"实验结果表明!该设计方案对散斑位移的测量精度可达$7$$%OO"关

2、键词!微位移测量&相干光学&单片微型计算机&步进电机&光敏传感器中图分类号!)`=>>&'>!&7%!文献标识码!,!!"#"%$7!@&@(C7DEE:7%$$"<"&!$7#$%!7$!7$%#L1(,&/1%1*),5,)1%!1,#2*"+,A10S'1#*)1/+1/1*01+/#*21,P%1#$!J'!R)5'L'+,!-%1#5'E*'+!!"#$-.J+?'#+566;S;5N/RD;:R;!.G:CD:S1:DV;LEDMJ5N,;L5:G9MDREG:P,EML5:G9MDRE!.G:CD:S#%%%$&!+FD:G$3-,)/(0)")5O;GE

3、9L;MF;EQ;RZ6;D:M;LN;L;:R;NLD:S;EG:PRG6R96GM;MF;ODRL5

4、PND:G66J5KMGD:ED:M;LN;L;:R;NLD:S;EQGRD:S73HQ;LDO;:MG6L;E96MEEF5XMF;GRR9LGRJ5NMFDEP;EDS:EJEM;ODE$7$$%OO74156"/!,"ODRL5

5、无损检测&应(#)(")变&振动和位移等测量中获得了广泛应用'目前电子散斑的研究主要建立在数字图像处理基础(&<@)上!对++B采样后的数字图像进行分析和计算!该技术省去了传统方法中干版显影&定影的化学湿处理过程!但测量精度依赖++B技术指标和图像处理算法'运用单片微型计算机技术#简称2+1技术$和光敏传感器进行直接测量!测量方法简单!计算精度可达$7$$%OO'7!系统设计787!光学记录与再现系统散斑照相的光路如图%所示'激光经过扩束镜-Z扩束!均匀照射在试件毛玻璃/上!再经过成像透"收稿日期!#$%#<%$<##基金项目!南京航空航天大学青年基金资助项目

6、#.E#$%$%@%$作者简介!盛!伟#%@?&<$!男!江苏丹阳人!硕士研究生!主要从事光电检测技术方面的研究'!第!期盛!伟!等"散斑干涉条纹测量系统设计+"@!+!镜-R!最终成像在全息底片`上'图%!散斑照相光路系统ADS7%!'QMDRG6EJEM;O5NEQ;RZ6;QF5M5SLGQFJ!!当试件/被加载位移后!散斑图像将随着物体作相应运动'如果用同一干版对物体位移前后的两种状态作两次曝光记录!则在底片上就得到了两幅散斑图的迭加干涉形成的双曝光散斑图'将记录底片`放在如图#所示的光路中!激光光束通过底片`后在观察屏上形成干涉条纹!这种条纹称为杨氏条纹'设激

7、光波长为!!散斑照片到观察屏的距离为R!双孔间距为/!相邻条纹的间距为*!由杨氏双孔实验可知!如照相时图#!逐点分析法物的放大率是F!物体的位移量为V!则"ADS7#!(5D:M