激光斑紋及其應(yīng)用

激光斑紋及其應(yīng)用第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月激光散斑第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月激光散斑及其應(yīng)用激光散斑的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)激光散斑的一階統(tǒng)計(jì)(強(qiáng)度分布規(guī)律）散斑圖樣的二階統(tǒng)計(jì)(散斑斑尺寸)散斑照相散斑干涉計(jì)量電子散斑第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑分類自由空間散斑像面散斑第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月激光散斑的強(qiáng)度分布規(guī)律第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月P點(diǎn)的強(qiáng)度分布為散斑的可見度強(qiáng)度服從負(fù)指數(shù)分布。暗斑數(shù)一定多于亮斑數(shù)。激光散斑的強(qiáng)度分布規(guī)律第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月自由空間散斑的斑紋尺寸橫向平均尺寸縱向平均尺寸第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月像面散斑的平均直徑當(dāng)漫射面位于物方無窮遠(yuǎn)這個(gè)尺寸和愛里斑衍射圖樣的中央亮斑是同一數(shù)量級當(dāng)漫射面位于物方有限遠(yuǎn)第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑照相測量面內(nèi)位移物面位移散斑位移第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月兩次曝光記錄全息干板上記錄的強(qiáng)度分布為兩次曝光記錄的兩個(gè)散斑圖樣強(qiáng)度之和，即顯影定影之后，全息干板H的復(fù)振幅透過率正比于曝光光強(qiáng)焦平面上的復(fù)振幅分布第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月兩次曝光記錄忽略焦點(diǎn)處的這一亮點(diǎn)。焦平面上其它位置的光強(qiáng)分布為測得條紋間距e便可求出物體的位移量a第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月底片連續(xù)移動(dòng)記錄第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月多次曝光記錄第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月測量縱向位移（記錄）在像面內(nèi)散斑的位移，以中心0對稱第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月測量縱向位移（觀察）觀察屏上得到受牛頓環(huán)干涉紋調(diào)制的散斑圖樣第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑干涉儀1參考光與散斑場的干涉第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月兩個(gè)斑紋場的干涉散斑干涉儀2第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑干涉計(jì)量：

散斑強(qiáng)度分布的概率密度函數(shù)曲線曲線a代表單獨(dú)的散斑場。曲線b代表斑紋場與參考波疊加產(chǎn)生的新散斑場。曲線c是非相干疊加的兩散斑場。第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑干涉法測量位移或變形1．實(shí)時(shí)法在散射體位移或形變前先拍照一張散斑圖樣，經(jīng)顯影定影后將底片精確復(fù)位。當(dāng)漫射體移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的新的斑紋圖再投射到負(fù)片上，就可比較相關(guān)程度。像面上產(chǎn)生“散斑相關(guān)條紋”，這種條紋稱為等位移線。2．雙曝光法將散射體位移前后各曝光一次，在一張底片上記錄下兩個(gè)散斑圖，底片上總的曝光光強(qiáng)是兩個(gè)散斑圖的強(qiáng)度疊加。第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電子散斑干涉第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑干涉圖樣的計(jì)算機(jī)處理1、圖像相減2、預(yù)處理(濾波、分割、二值化和細(xì)化)3、條紋的識別和計(jì)算第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑圖樣的預(yù)處理1、濾波；2、圖像分割；3、圖像二值化；4、條紋細(xì)化濾波原始第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月散斑圖樣的預(yù)處理圖像分割圖像二值化條紋細(xì)化第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月從激光散斑紋理中提取表面粗糙度信息

Ra=0.05μm0.1μm0.2μm0.4μm0.8μm1.6μm對比度（contrast）相關(guān)性(correlation)能量(energy)粗糙度Ra=0.1μm的磨削表面激光散斑紋理圖案