新型剪切散斑干涉系统研究.PDF

激光与光电子学进展 51, 111201(2014) Laser Optoelectronics Progress ©2014《中国激光》杂志社 新型剪切散斑干涉系统研究 蔡长青 张永山 汪大洋 韩启浩 唐承志* 广州大学土木工程学院,广东 广州 510006 摘要 剪切散斑干涉是一种广泛应用于工程结构中进行静态和动态离面位移导数测量的光测力学方法。鉴于基于 马赫-曾德尔干涉的剪切散斑干涉系统的光能利用率较低,提出了一种新型剪切散斑干涉系统。该系统由五块平面 反射镜、一块半反半透分光棱镜、一块表面有涂层的棱镜、一个双孔掩膜、成像透镜和电荷耦合器件(CCD)相机组成, 具有提高光能利用率的优点。并可以通过双孔掩膜产生空间载波，通过旋转其中一块反射镜可以产生剪切;通过平 移另外一块反射镜可以对空间载波进行调节，相位由改进的sinusoidal-fitting方法进行提取，为了验证本文提出的 系统的有效性，用该系统对周边固定中心加载圆盘模型进行实验，并将该系统应用于轮胎的无损检测，结果表明，该 系统能够取得很好的效果。 关键词 测量；剪切散斑；马赫-曾德尔干涉；改进的sinusoidal-fitting方法；双孔掩膜 中图分类号 O348.1 文献标识码 A doi:10.3788/LOP51.111201 ResearchonNewShearingSpeckleInterferometrySystem CaiChangqing ZhangYongshan WangDayang HanQihao TangChengzhi SchoolofCivilEngineering,GuangzhouUniversity,Guangzhou,Guangdong 510006,China Abstract Shearingspeckleinterferometryisawellknownopticaltoolforqualitativeaswellasquantitative measurements of displacement components′ derivatives of engineering structures subjected either static or dynamic load. Shearing speckle interferometry, based on Mach-Zehnder interferometer, suffers from the disadvantageoflow lightefficiencydueto thestructure.A noveldigitalshearographyset-up with two fold whichcanimprovelightefficiencyforthemeasurementoffirstorderderivativeofout-of-planedisplacement (slope)isdemonstrated.Thereisadoubleaperturemaskinfrontoftheimaginglensforspatialphaseshifting. Independentcontroloftheshearandthefrequencyofthespatialcarriercanbeattainedwiththisset-up.A shearisintroducedbetweenthetwoscatteredfields.Thedoubleaperturewhichcanintroducespatialcarrier fringeswithinthespeckleforspatialphaseshiftingisemployedinthissystem.Phaseextractionisobtained throughadvancedsinusoidal-fittingmethod,whichisappliedtointerferenc