[实用新型]数字电子剪切散斑干涉仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种散斑干涉计量装置，尤其涉及一种数字电子剪切散斑干涉仪。

背景技术

电子剪切散斑干涉(Electronic Shearographic Speckle PatternInterferometry，ESSPI)是计算机图像处理、激光及干涉相结合的一种综合技术。剪切电子散斑干涉法的光路简单，该方法只需要一束相干光照明。通过剪切棱镜使散斑场在成像面上形成两个错位的散斑图样产生干涉，即物体的像错开成两个像。根据被测物体的像相对错开的大小，电子剪切散斑干涉可分为小剪切散斑干涉和大剪切散斑干涉。其中两个错位的像仍然大部分重合的叫小剪切，重叠的部分自相干，得到的是被测物物体错开的两个像重叠部分的离面变形梯度(导数或应变)的干涉条纹；若采用方解石等负晶体可以制成大错位的剪切棱镜，使得被测物体的像完全错开，此时需要引入参考物(也可以是参考光)，使参考物的像(其中之一)和被测物的像(与参考物最接近的像)重合干涉，可得到反映离面变形的干涉条纹，这是一种测量离面位移的方法。

剪切散斑干涉的应用十分广泛，由于光路中成像元件同轴，故错位散斑具有光路简单、调节便利、稳定性好等共同特点。但是，正是因为光路同轴，传统的加PZT相移器或载波片实现时空相移就十分困难，因而剪切散斑的数字化问题一直是研究的难点。申请人致力此方面的研究，目前已获得“具有时间和空间相移功能的电子剪切散斑干涉仪”(专利号ZL200420114712.8)和“大剪切电子散斑干涉仪”(专利号ZL200520040324.4)两项同时具备时间和空间相移功能的专利。前者为用于测量离面变形梯度的小剪切电子散斑干涉仪，后者为用于测量离面位移的大剪切电子散斑干涉仪，两种仪器均可以通过时空相移实现条纹数字化。

然而由于在实际测量中往往需要同时离面位移及梯度，因此分别使用小剪切电子散斑干涉仪和大剪切电子散斑干涉仪来分别获得两种测量数据显得十分不便。此外，这两种干涉仪采用手动驱动来实现时空相移，使测量过程繁琐耗时。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种将大、小电子散斑干涉仪一体化的数字电子剪切散斑干涉仪。

在上述大、小剪切电子散斑干涉仪及晶体光学成像的公式推演中发现上述大、小剪切成像及时空相移可以统一，从而可将两种仪器合而为一，即大、小剪切一体化，这是本实用新型的基础。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种数字电子剪切散斑干涉仪，包括一激光器、一扩束机构、一剪切镜、一剪切镜驱动机构、一偏振片、一数字化成像装置以及一计算机，扩束机构位于激光器出射光束的光路上，剪切镜位于从被测物体表面反射的光束的光路上，剪切镜驱动机构与所述剪切镜相连并驱动剪切镜沿垂直于和平行于反射光束的方向位移，偏振片设置于从剪切镜出射的光束的光路上，数字化成像装置位于成像平面处，计算机与数字化成像装置连接；其中：

所述剪切镜为大剪切镜或小剪切镜；

所述剪切镜驱动机构包括一水平位移装置和一垂直位移装置，所述水平位移装置包括水平位移台、第一步进电机以及第一控制器，所述水平位移台承载所述剪切镜和偏振片，所述第一步进电机驱动剪切镜和偏振片沿平行于反射光束方向位移，所述第一控制器与第一步进电机电连接；所述垂直位移装置包括垂直位移台、第二步进电机以及第二控制器，所述垂直位移台垂直于水平面设置且与所述水平位移台相连，所述第二步进电机驱动水平位移台沿垂直于反射光束方向位移，所述第二控制器与第二步进电机电连接；所述第一控制器和第二控制器分别连接到所述计算机。

上述的数字电子剪切散斑干涉仪还包括一用于在被测物体表面形成散斑的漫射元件，设于所述扩束机构的出射光路上。

上述的数字电子剪切散斑干涉仪中，所述漫射元件由全息漫射片或双面细磨砂的毛玻璃构成。

上述的数字电子剪切散斑干涉仪中，所述水平位移台包括一位于下层的不动层和一位于上层的可移动层，所述可移动层承载所述剪切镜和偏振片，所述第一步进电机设于所述不动层上，并与所述可移动层传动相连。

上述的数字电子剪切散斑干涉仪中，所述垂直位移台包括一不动层和一可移动层，所述可移动层与所述水平位移台垂直连接，所述第二步进电机设于所述不动层上，并与所述可移动层传动相连。