三维时域散斑动态干涉测量系统的集成化设计
2020-08-03刘子惠高晨家钟楚千刘宇琛
应用光学 2020年4期
刘子惠,高 瞻,高晨家,王 煦,钟楚千,刘宇琛,张 园
(北京交通大学 理学院 发光与光信息技术教育部重点实验室,北京 100044)
引言
电子散斑干涉测量技术(ESPI)因为有着操作方便、非接触等优点,被广泛应用在工业领域[1-2]。传统的测量方法通过引入相移技术,采集3幅或者3幅以上散斑干涉图测量物体振动、位移、表面损伤等[3]。相移技术测量精度高,但是无法实现动态测量。随着计算机信息技术的发展,存储设备的更新,时域散斑干涉测量技术(TSPI)被提出,它拍摄记录物体变形或者位移的全过程,实现跟踪式动态测量[4]。
三维散斑干涉测量技术(3D ESPI)因为有着非接触、高精度、高灵敏度、可以全场测量的优点被许多领域广泛采用[5],而相关技术的研究可以追溯到20世纪初。2006年,美国哈威穆德学院的Eric Flynn等人采用3个不同波长的光源和3个CCD搭建了三维测量系统,用傅里叶变换恢复相位得到被测物信息[6];2010年,日本东京都立大学的Yano等人采用一个CCD相机来获取不同波长的散斑干涉图样,避免使用不同的CCD带来的复杂的配准问题,被测物信息采用三维数字图像相关(DIC)获得[7];2018 年,慕尼黑工业大学的 Min Lu等人采用了敏感向量算法简化了光源,整个系统只需要一个光源和一个传感器,通过引入载波获得相位,进而获得被测物信息[8]。
我们课题组在之前的工作中提出了三维时域散斑干涉测量技术(3D TSPI),它由3个干涉测量光路组成,用一个彩色CCD捕获三色光混合干涉图样,经过小波变换算法恢复相位[9]。……
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