[发明专利]应力检测系统、方法及装置

权利要求书

1.一种应力检测系统，其特征在于，包括：依次设置的光源模块、扩束模块、收束模块、采集模块和控制模块；

所述光源模块包括偏振调制单元，所述偏振调制单元用于对光源进行偏振调制，以输出圆偏振光，其中，所述偏振调制单元包括依次设置的起偏器和四分之一波片，将所述起偏器的偏振面设为45度，将所述四分之一波片的快轴方向设置为90度；

所述扩束模块，用于对所述圆偏振光进行扩束处理，以生成第一光束，所述扩束模块包括第一透镜；

所述收束模块，用于对所述第一光束经过待测元件后形成的第二光束进行收束处理，以生成第三光束，所述收束模块包括第二透镜，所述第二透镜的焦距大于所述第一透镜的焦距；

所述采集模块，包括依次设置的双折射随机相位板和图像传感器，所述双折射随机相位板位于所述第二透镜的后焦点后方第一距离处，所述图像传感器位于所述第二透镜的后焦点后方第二距离处，所述第一距离为35mm，所述第二距离为150mm，所述采集模块用于对所述第三光束经双折射随机相位板进行处理以形成衍射光斑，并采集所述衍射光斑的光强信息；

所述控制模块，用于根据所述衍射光斑的光强信息计算所述待测元件的应力信息，所述应力信息的应力分量σ_x、σ_y和σ_xy分别为：

其中，d为双折射随机相位板的厚度，C和D均为待测元件的光弹常数，λ为激光器波长，δ_d为等差线，δ_s为等和线，为等倾线。

2.根据权利要求1所述的应力检测系统，其特征在于，所述光源模块还包括激光器；

所述激光器，用于输出激光光束；

所述偏振调制单元，用于对所述激光光束进行偏振调制，以生成所述圆偏振光。

3.根据权利要求1所述的应力检测系统，其特征在于，所述扩束模块还包括滤波器，所述滤波器设置在所述四分之一波片与所述第一透镜之间，所述滤波器的小孔位于所述第一透镜的前焦点。

4.一种应力检测方法，其特征在于，适用于如权利要求1-3任一项所述的应力检测系统，在垂直所述应力检测系统中光路光轴的平面中建立实验参考系xy坐标系，x方向为水平方向，垂直光路光轴的平面内垂直x方向为y方向，所述应力检测方法包括：

获取双折射随机相位板位于多个位置时对应的多个衍射光斑的光强信息；

采用混合态衍射重叠相位恢复算法将所述多个衍射光斑的光强信息生成所述双折射随机相位板上的目标照明光的复振幅分布，根据目标照明光的复振幅分布恢复出待测元件后表面沿光路正方向方向的照明光的复振幅分布P_x和P_y，所述P_x和P_y分别表示为：

其中，F_lens为第二透镜的相位因子，表示从各向同性随机相位板面向后传输至待测元件后表面，P_x′(r)和P_y′(r)为双折射随机相位板上的目标照明光的复振幅分布；

根据所述照明光的复振幅分布P_x和P_y分别计算所述待测元件的等和线、等倾线和等差线，根据所述等和线、所述等倾线和所述等差线计算所述待测元件的应力信息，所述应力信息的应力分量σ_x、σ_y和σ_xy分别为：

其中，d为双折射随机相位板的厚度，C和D均为待测元件的光弹常数，λ为激光器波长，δ_d为等差线，δ_s为等和线，为等倾线。