[发明专利]一种基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量系统，其特征在于，包括：激光器、准直扩束单元、分束单元、载物面、参考面、第一成像透镜、参考光透镜、测量臂孔径、参考臂孔径、合束单元、第二成像透镜和面阵相机单元；其中，

所述激光器用于提供激光；

所述准直扩束单元用于将所述激光器出射的激光进行准直扩束后，入射所述分束单元；

所述分束单元用于将入射的激光分束，分束后，一路为测量臂，入射用于设置待测物的载物面后反射，依次穿过所述第一成像透镜、所述测量臂孔径，入射所述合束单元，另一路为参考臂，入射参考面后反射，依次穿过所述参考光透镜、所述参考臂孔径，入射所述合束单元；

所述合束单元用于将入射的两路激光合束，合束后激光穿过所述第二成像透镜，汇聚成像在所述面阵相机单元处，形成散斑干涉图；

且所述测量臂孔径和所述参考臂孔径为孔径大小可调的独立孔径，孔径中心相对于穿过的激光光束中心偏移量不同，用于引入空间相移；

其中，所述第一成像透镜与所述参考光透镜焦距相同，且到所述第二成像透镜的光程相同，所述测量臂孔径位于所述第一成像透镜的后焦面处，所述参考臂孔径位于所述参考光透镜的后焦面处；

所述分束单元的分束光强比为1:1；

所述参考面为漫射面，材质与待测物相同；

测量臂中，激光垂直入射待测物表面；

所述分束单元为分束立方体，所述合束单元为合束立方体；

所述分束立方体用于将入射的激光分束，分束后，一路为测量臂，经所述分束立方体的透反面反射后出射，垂直入射待测物后反射，依次穿过所述分束立方体、所述第一成像透镜、所述测量臂孔径，再经反射镜转向，入射所述合束立方体，并透射穿过所述合束立方体；

另一路为参考臂，经所述分束立方体的透反面透射后出射，入射参考面后反射，依次穿过所述参考光透镜、所述参考臂孔径，入射所述合束立方体，并在所述合束立方体的透反面上反射，与透射的一路合束；

所述测量臂孔径、所述参考臂孔径的孔径最小值根据所述面阵相机单元的像素设定，令成像的散斑干涉图中面积最小的散斑颗粒至少对应3个像素。

2.根据权利要求1所述的基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量系统，其特征在于：

所述第一成像透镜、所述参考光透镜分别与所述第二成像透镜构成4f光学系统。

3.一种基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量方法，其特征在于：采用如权利要求1或2任一项所述的基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量系统进行测量，包括：

设置待测物与基于空间相移的散斑干涉烧蚀测量系统，并调节测量臂孔径、参考臂孔径的孔径大小及孔径中心位置，令所述测量臂孔径和所述参考臂孔径的孔径大小相同，孔径中心相对于穿过的激光光束中心偏移不同的距离，直至面阵相机单元能够拍摄到散斑干涉图；

进行风洞烧蚀试验并利用所述面阵相机单元实时拍摄待测物的散斑干涉图；

根据两张不同时刻的散斑干涉图，解算待测物表面发生的变化量，完成待测物烧蚀测量。