一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统和方法，包括相干光源，相干光源的光束通过扩束镜射向待测物表面，与待测物在同一轴线上依次排列有待测物、透镜一、光圈、透镜二、沃拉斯顿棱镜、偏振片、成像透镜、相机。本发明专利技术还公开了一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像方法。本发明专利技术采用上述一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统和方法，成像系统中剪切量和空间载频的控制被分配到了成像系统的不同部分，可调近零剪切量提供了足够小的剪切力，以确保复杂面形或变形是能够解决的；当配置所需的接近零的剪切量时，空间载波的单独控制进一步保证了良好分布的空间频谱。布的空间频谱。布的空间频谱。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统和方法


[0001]本专利技术涉及光学干涉测量
，尤其是涉及一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统和方法。

技术介绍

[0002]剪切干涉技术，是以激光为测量工具，激光经扩束后照射在物体表面，反射光/漫反射光经过系统后由探测器收集，由剪切单元对收集到的物光进行剪切，形成两束具有横向位移的相同物光，进而在探测器上形成剪切干涉图样，经过算法处理后可以获取到剪切干涉的相位图，该相位图表征了待测表面的相位分布。其中，对于光学光滑表面，该相位图表征了其几何形貌，用于测量其面形几何误差；对于光学粗糙表面，通过对变形前后所获取的两张相位图相减，可获得该表面由相关变形引起的位移梯度。该技术是一种无损检测技术，常用于航空航天、机械制造、光学加工等领域的检测。
[0003]在剪切干涉测量技术中，“剪切量”定义为两束横向剪切图像之间的位移，是剪切干涉成像系统的特征参数之一，并在一定程度上决定剪切测量系统的性能。在具有复杂面形分布的光学光滑表面、具有复杂变形分布的光学粗糙表面，以及具有高变化率的无损检测中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像系统，其特征在于：包括相干光源，相干光源的光束通过扩束镜射向待测物表面，与待测物在同一轴线上依次排列有待测物、透镜一、光圈、透镜二、沃拉斯顿棱镜、偏振片、成像透镜、相机。2.根据权利要求1所述的一种剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，调整成像系统，以获得期望的剪切量和期望的空间频谱分布；步骤二，相干光源照射待测物表面，成像系统收集待测物表面返回的光，相机上成像；步骤三，相机采集剪切干涉图并进行傅里叶变换；步骤四，引入空间载频，在经过傅里叶变换后的空间频谱中选择分量并对分量进行逆傅里叶变换，得到复振幅；步骤五，求取复振幅的相角，对获得的相角移除载频，获得相位分布，获得所测表面的表面起伏高度梯度；步骤六，对于表面位移梯度测量，在变形前后分别进行步骤一至步骤五，获得前后两次的表面高度梯度并做差。3.根据权利要求2所述的剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像方法，其特征在于：步骤一中，调整成像系统，控制沃拉斯顿棱镜与中间实像面的距离，以获得期望的剪切量；调整成像系统的像距，以获得期望的空间频谱分布。4.根据权利要求3所述的剪切和载频独立可调的共路剪切干涉成像方法，其特征在于：步骤二中，相干光源出射光经扩束镜扩束后以一定角度照明待测物表面，待测物表面返回的光由成像系统收集，成像于中间实像面，再经过沃拉斯顿棱镜分束产生错位的两束为物光，经成像透镜对中间实像面成像，所成的像...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪盛佳，熊文泽，高帅，耿涛，孙伟民，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：