[发明专利]一种基于单像素成像的光弹性法

权利要求书

1.一种基于单像素成像的光弹性法，基于DMD的单像素成像光路，其特征在于，包括以下步骤：

使用MATLAB预先生成傅里叶基底图；

布置平面偏振光场，放置试件并对其施加压力；

暗场下对试件上出现的光弹性条纹进行单像素成像，由光电探测器进行采样，使用台式万用表记录；

在MATLAB中进行图像重建，得到六幅光弹性条纹图案；

计算全场的等倾线和等差线参数，得到相位图；

所述暗场下对试件上出现的光弹性条纹进行单像素成像，由光电探测器进行采样，使用台式万用表记录，具体为：

布置暗场，并使DMD光屏上按次序交替显示傅里叶基底图案；

光源在通过平面正交偏振光场后产生的光弹性条纹图案垂直射出并成像在DMD的光屏上，与光屏显示的傅里叶基底图案进行调制，

光电探测器放置在DMD光屏的一侧的±12°采集调制光场的反射光强值；

探测器采集光强值并转化为对应的电压值输出，通过台式万用表记录。

2.根据权利要求1所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

使用MATLAB预先生成傅里叶基底图，具体为：

使用计算机生成一系列不同空间频率和相位的傅里叶基底图案，将傅里叶基底图案传输至空间光调制器DMD中。

3.根据权利要求2所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述布置平面偏振光场，放置试件并对其施加压力，具体为：

布置正交平面偏振光场，放置对径受压圆盘试件，确保每个元件的中心处于同一轴线上，并于偏振光场出射端之后放置成像透镜，使得DMD的光屏恰处于透镜焦点处。

4.根据权利要求3所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述在MATLAB中进行图像重建，得到六幅光弹性条纹图案，具体为：

由计算机Matlab软件处理台式万用表记录的数据，进行图像重建；

保持载荷不变，按表1中的光学设置转动各光学镜片角度，重复上述数据采集和图像重建过程六次；

表1 六步相移法对应的光强方程

。

5.根据权利要求4所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述计算全场的等倾线和等差线参数，得到相位图，具体为：

在计算机中通过MATLAB软件将重建出的六幅光弹性条纹图按式（3）、（4）计算出全场的等倾线和等差线参数，得到等倾线和等差线相位图；

（3）

（4）。

6.根据权利要求1所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述DMD的单像素成像光路使用波长为532nm的光源。

7.根据权利要求1所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述DMD的单像素成像光路的光弹试件是由具有暂时双折射性质的环氧树脂材料制成的圆盘，并使用加载装置沿圆盘径向加压。

8.根据权利要求1所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述DMD的单像素成像光路使用的光电探测器是型号为PMM02的光电倍增管即Photo-Multiplier Tube, PMT，工作波段在300-800nm，输出为0-10V的电压信号。

9.根据权利要求1所述的基于单像素成像的光弹性法，其特征在于：

所述DMD的单像素成像光路使用的空间光调制器的为超高速DMD，型号为DLP7000，分辨率1024×768像素，最大刷新频率达到20kHz。