一種用于剪切散斑干涉的雙旋轉光楔空間相移方法技術

一種用于剪切散斑干涉的雙旋轉光楔空間相移方法。針對散斑干涉計量中離面形變的動態測量而設計。在成像光路中加入雙孔來引入載頻以滿足相位提取算法所需的空間相移條件，通過改變兩孔的間距以及調節成像透鏡與成像面之間的距離可以實現空間相移量大小的控制。在雙孔中的任意一孔位置設置旋轉可調的雙光楔，使經過雙孔的兩束光線的其中一束發生偏轉，從而引起成像面上兩個散斑場的相互剪切。通過旋轉其中的一個光楔或者令兩光楔相對旋轉來改變組合雙光楔的整體折射角，來實現剪切量大小的調節。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種用于剪切散斑干涉的雙旋轉光楔空間相移方法，其特征在于：第1、空間相移條件的引入：利用雙孔作為相移元件來引入載頻以滿足相位提取算法所需的空間相移條件，載頻方向為雙孔的連線方向，系統的光軸垂直通過雙孔連線的中點位置，雙孔為兩個大小相同的圓孔，其中雙孔的孔距、成像透鏡與像面之間的距離、照明激光器的中心波長以及CCD的像敏單元尺寸是確定空間相移量的主要參數；所述雙孔的孔距d、成像透鏡與像面之間的距離D′以及空間相移量δ三者之間的關系確定依據如下：雙孔引入空間相移的相移量可表示為δ=2πλdD′x′---(1)其中λ為照明激光器的中心波長，x′為像平面上X′方向上的坐標值；像面上的散斑的平均尺寸通過控制雙孔的大小來進行調節，其表達式為σ=1.22λΔ′α---(2)其中D′為成像透鏡到像平面的距離，即像距；a為雙孔屏上孔的直徑，孔的直徑應小于雙孔中心連線的長度，即雙孔的孔距d；第2、剪切量的調節：在雙孔中的任意一孔位置放置能夠調節旋轉的雙光楔，令雙光楔覆蓋其中的一孔；雙光楔為相同的兩個重疊放置的光楔，由于光楔對光線的偏轉作用，分別經過兩孔的光線在成像面上呈相互錯開的兩個像從而形成剪切；通過旋轉其中的一個光楔或者令兩個光楔相對旋轉來改變組合雙光楔的整體折射角，來實現剪切量大小的調節；所述剪切量的調節方式中剪切量大小的確定依據如下：對于單個光楔，其偏向角計算公式為θ0=β(n?1)（3）其中β是光楔的折射角，n為光楔的折射率；將兩光楔重疊放置，當兩光楔的主截面平行且同向放置時，產生的偏向角為最大值，等于兩個光楔偏向角的和；這時將其中一個光楔順時針旋轉90°，另一個光楔逆時針旋轉90°，則兩光楔的主截面平行反向放置，此時的偏向角為0；而將其中一個光楔旋轉另一個反方向旋轉則產生的偏向角的表達式為雙光楔所產生的總偏向角與單個光楔的偏向角以及兩光楔的相對旋轉位置相關；確定物面剪切量大小的公式為其中D0為物面與雙孔屏之間的距離，x為物面上任意一點P在X方向上的坐標值，x偏為來自P點的光線經過雙光楔偏轉后物面上的等效點P“在X方向上的坐標值。FDA00002789662200013.jpg,FDA00002789662200014.jpg,FDA00002789662200015.jpg,FDA00002789662200016.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡懷宇，黃戰華，朱猛，李宏躍，李翔宇，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：