[发明专利]一种基于偏振相移的光学元件应力检测系统及方法在审
申请号: | 202310353960.5 | 申请日: | 2023-04-04 |
公开(公告)号: | CN116295985A | 公开(公告)日: | 2023-06-23 |
发明(设计)人: | 卢景琦;金俊雄;冯天琪 | 申请(专利权)人: | 山东大学 |
主分类号: | G01L1/24 | 分类号: | G01L1/24 |
代理公司: | 青岛华慧泽专利代理事务所(普通合伙) 37247 | 代理人: | 马千会 |
地址: | 266200 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 偏振 相移 光学 元件 应力 检测 系统 方法 | ||
本发明属于光学检测技术领域,具体涉及光学元件应力检测系统及方法。基于偏振相移的光学元件应力检测系统,包括:依次设置的光源模块、检偏模块及采集处理模块;所述光源模块,用于生成线偏振光并输出第一光束;所述检偏模块,用于对经过待测元件的第一光束调制处理,生成带有待测元件的应力光强信息的第二束光;所述采集处理模块,用于对第二光束进行收束处理,生成第三光束;并将采集的第三光束的光强信息进行计算处理,得出待测元件的应力信息。本发明利用一种新型的光学元件检测系统实现应力检测,不仅能够避免光路干扰和光学干涉等问题,而且还能够提高应力检测的精度和稳定性。
技术领域
本发明属于光学检测技术领域,具体涉及光学元件应力检测系统及方法。
背景技术
在工程、机械、航空、能源、交通等领域的应力分析和检测中,应力分布是一个重要的参数。传统的应力检测方法通常依赖于机械式传感器或电子式传感器,这些传感器不仅昂贵,而且不够灵敏和精确。因此,研究开发一种新型的应力检测技术是非常必要的。
近年来,基于光学原理的应力检测技术得到了越来越多的关注。光学元件作为一种新型的传感器材料,由于其高灵敏度、非接触式和无损式等特点,已成为应力检测的研究热点。在光学元件的应力检测中,偏振相移技术已被广泛使用,其原理是通过分析光波的偏振状态和相位变化,实现对物体应力分布的测量和分析。
然而,现有的偏振相移应力检测技术存在一些问题。例如,精度受到光路干扰和光学干涉等因素的影响;信号处理困难,需要复杂的算法和设备;实现自动化检测和高速检测的难度较大。因此,需要一种新型的基于偏振相移的光学元件应力检测系统,以解决现有技术存在的问题并提高应力检测的精度和效率。
发明内容
本发明的目的解决现有技术在应力检测方面存在的问题。具体而言,本发明旨在解决以下问题:
1.精度不够高:传统的偏振相移应力检测技术受到光路干扰和光学干涉等因素的影响,导致测量精度不够高;
2.信号处理困难:现有的偏振相移应力检测技术需要复杂的算法和设备来处理信号,而且实现自动化检测和高速检测的难度较大;
3.应用范围有限:现有的偏振相移应力检测技术只适用于特定类型的物体或场景,无法广泛适用于不同领域和场景中的应力检测。
为解决上述问题,本发明采用的其中一种技术方案是提供一种基于偏振相移的光学元件应力检测系统,该系统包括:依次设置的光源模块、检偏模块及采集处理模块;所述光源模块,用于生成线偏振光并输出第一光束;所述检偏模块,用于对经过待测元件的第一光束调制处理,生成带有待测元件的应力光强信息的第二束光;所述采集处理模块,用于对第二光束进行收束处理,生成第三光束;并将采集的第三光束的光强信息进行计算处理,得到待测元件的应力信息。
优选地,所述光源模块包括依次设置的多点光源单元、扩束单元和偏振调制单元;所述多点光源单元输出的光束经扩束、偏振调制后,生成线偏振光。
优选地,所述检偏模块包括依次设置的四分之一波片和检偏器;所述四分之一波片和检偏器均接入电控装置,进行自动控制分别转到设定好的两个方位角,得到四个不同方位角的光强分布。
优选地,所述的采集处理模块包括依次设置的收束单元、采集单元和图像处理单元和控制单元;所述的收束单元,对带有待测元件的应力光强信息的光收束;所述采集单元,用于对收束后的光强图进行采集;所述图像处理单元,用于对采集的光强图进行计算处理,得到待测元件应力信息;所述控制单元用于控制电控装置及采集单元。
优选地,所述图像处理单元包括获取模块和计算模块;所述获取模块与采集单元连接,用于获取四分之一波片和检偏器于多个位置时对应的多个光强信息;所述计算模块,用于计算所述的多个光强信息,得出待测元件的应力信息。
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