[发明专利]散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统的测量方法，其特征在于，散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统包括：

激光器(1)；

分束镜(2)，所述激光器(1)发射的激光经所述分束镜(2)分为透射光和反射光；

所述透射光经扩束镜(3)扩束后照射至被测物(4)形成漫反射光；

所述反射光依次经光纤(10)、透镜(11)和分光棱镜(12)后作为参考光进入光路；

所述被测物(4)表面的漫反射光依次经光阑(5)、成像透镜(6)和迈克尔逊剪切装置(9)后，获得具有剪切量的两束物光；

所述具有剪切量的两束物光和光纤(10)引入的参考光在CCD相机(13)的靶面上干涉，形成散斑干涉图；

所述迈克尔逊剪切装置(9)包括反射镜和分光棱镜；

测量方法包括以下步骤：

步骤1：采集具有剪切量的两束物光和光纤(10)引入的参考光在CCD相机(13)的靶面上干涉形成的散斑干涉图的强度I；

步骤2：对所述散斑干涉图像的强度I进行傅里叶变换得到散斑干涉图像的空间频谱FT(I)；

步骤3：设置滤波窗口提取含有相位信息的频谱部分，对提取的频谱区域进行傅里叶逆变换，可获得散斑干涉和剪切散斑干涉的相位分布；

步骤4：分别计算被测物体变形前后散斑干涉和剪切散斑干涉的相位差，获得被测物体变形和应变信息。

2.如权利要求1所述测量方法，其特征在于，所述散斑干涉图像的强度I为：

其中，*表示共轭运算；u₁为参考光；u₂、u₃为具有剪切量的两束物光。

3.如权利要求2所述测量方法，其特征在于，所述散斑干涉图像的空间频谱FT(I)为：

其中，表示卷积运算；

其中项代表背景光信息，其中心位于坐标原点；

项和包含剪切散斑干涉的信息，其中心分别位于(f₁，0)和(-f₁，0)；

项和包含数字散斑干涉的信息，其中心位于(f_x-f_0x，f_y-f_0y)和(-f_x+f_0x，-f_y+f_0y)；

项和同样包含数字散斑干涉的信息，其中心位于(f_x+f₁-f_0x，f_y-f_0y)和(-f_x-f₁+f_0x，-f_y+f_0y)，

所述f_0x、f_0y、f₁为：

其中，θ_0x和θ_0y分别表示参考光与CCD靶面法线之间夹角在x和y方向上的分量，θ为迈克尔逊剪切装置的剪切角，λ为激光器波长。

4.如权利要求3所述测量方法，其特征在于，所述散斑干涉和剪切散斑干涉的相位分布为：

其中，Im和Re分别表示复数的虚部和实部。

5.如权利要求4所述测量方法，其特征在于，所述散斑干涉和剪切散斑干涉的相位差为：

其中，为被测物变形后的相位信息，

以所述相位差和分别表征被测物的变形和应变信息，作为检测结果。