[发明专利]一种双通道谱域光学相干层析成像方法及装置

说明书

本申请公开了一种双通道谱域光学相干层析成像方法，包括：相干光束通过第一光路入射至待测样品，经过待测样品内部同一截面反射产生第一反射光束以及第二反射光束；第一反射光束通过第一成像通道至第一分光镜的输入端，第二反射光束通过第二成像通道至第二分光镜的第一输入端，并经过第二分光镜的第一输出端输出至第一分光镜的输入端；从第一分光镜的输出端输出的第一反射光以及第二反射光均入射至第二光路；采集干涉光谱；当待测样品发生形变时，根据干涉光谱分别计算待测样品内部的面内位移和离面位移。经过待测样品内部同一截面同时层析成像，实现同时测量离面位移和面内位移。本申请公开了双通道谱域光学相干层析成像系统，具有上述效果。

技术领域

本发明涉及光学干涉测量技术领域，更具体地说，涉及一种双通道谱域光学相干层析成像方法，还涉及一种双通道谱域光学相干层析成像装置。

背景技术

高聚物及其复合材料被越来越多地应用于航空航天等高新工业领域，在固化成型的过程中，由于高聚物材料具有聚合收缩作用，一方面使得高聚物构件内部产生残余应力，另一方面也可能产生微米/亚微米级的气泡、裂缝等缺陷，从而对其力学特性产生影响，严重的还会造成安全隐患。高聚物构件的各项异性给其力学特性的理论分析带来了巨大的困难，因此，对高聚物的表征方法尤为重要。

目前，对材料力学内部特性的主要表征方法包括波长干涉扫描(WSI)和倾斜扫描干涉(TSI)，虽然能对材料内部的位移场进行层析测量，但对每个变形状态需要拍摄成百上千张的干涉光谱，无法用于热变形等连续变形过程的测量。在WSI方法基础上提出的光学干涉谱域相位对照B扫描技术，虽然实现了样件内部位移场的动态透视测量，但只能测量离面位移场，不能测量面内方向位移场。

因此，如何实现高聚物/高聚物复合材料构件内部离面位移和面内位移的同时测量，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种双通道谱域光学相干层析方法，实现高聚物/高聚物复合材料构件内部离面位移和面内位移的同时测量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双通道谱域光学相干层析成像方法，包括：

相干光束通过第一光路入射至待测样品，经过所述待测样品内部同一截面反射产生第一反射光束以及第二反射光束；

所述第一反射光束通过第一成像通道至第一分光镜的输入端，所述第二反射光束通过第二成像通道至所述第二分光镜的第一输入端，并经过所述第二分光镜的第一输出端输出至所述第一分光镜的输入端；

从所述第一分光镜的输出端输出的所述第一反射光以及所述第二反射光均入射至第二光路；

采集经过所述第二光路的所述第一反射光束以及所述第二反射光束形成的干涉光谱；

当所述待测样品发生形变时，根据所述干涉光谱分别计算所述待测样品内部的面内位移和离面位移。

优选的，在上述双通道谱域光学相干层析成像方法中，还包括：

经过第三光路输出至所述第二分光棱镜的第二输入端的参考光束，所述参考光束经过所述第二分光棱镜入射至所述第一分光棱镜的输入端，经过所述第一分光棱镜入射至所述第二光路。

优选的，在上述双通道谱域光学相干层析成像方法中，所述当所述待测样品发生形变时，根据所述干涉光谱分别计算所述待测样品内部的面内位移和离面位移，包括：

根据所述计算待测样品的截面轮廓：