散斑测量
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u D D d v x M x
式中λ为入射激光波长， D为干板与屏的垂直距离
实验装置
y
x
理论计算
F
a
A x
b
C D
B
x
y
l
梁各段挠度方程为： AD DB
Fb( l 2 b 2 ) Fb 3 w1 x x 6 EIl 6 EIl
Fb( l 2 b 2 ) Fb 3 F w2 x x ( x a )3 6 EIl 6 EIl 6 EI
实验光路：
滤波器 激光器
准直透镜
照相干板 形变体
成像透镜
再现光路：
干涉条纹
基本原理
物面位移d，经透镜后在像面上被记录为 d’， 且有关系：
d M (放大率) d
经激光再现时，为杨氏双孔干涉，在接收 屏上出现等宽干涉条纹（含在衍射晕圈之 中）,条纹宽度△x满足：
x
D
d
最终得出
632.8 632.8 632.8 632.8
0.80 0.80 0.80 0.80
632.8
632.8 632.8 632.8 632.8
0.80
0.80 0.80 0.80 0.80
0. 487
0. 487 0. 487 0. 487 0. 487
0.0854
0.0943 0.1025 0.1106 0.1153
应用
1. 力学、建筑工程和机械设计方面的应用：利用散斑位移和 散斑干涉图测量物体表面的形变和裂纹、损伤和应力分布 2. 在工业生产中的应用：利用对激光散斑的动态测量法测量生产 线上工件及产品的移动速度 3. 在燃烧学和热物理中的应用：利用激光散斑照相技术测量火焰 的结构和温度场的温度分布 4. 在医学研究中的应用：非侵入的测量皮肤下的微循环的速度。 测量心脏的心动图。利用主观散斑的运动规律对人眼进行主观 验光 5. 天文学测量中的应用：利用星体斑纹干涉术可以克服大气扰动 的影响获得高分辨率的图像 6. 利用散斑进行光学图像处理：例如图像相减等
例如图像相减等在待测体表面贴上一层毛玻璃放在光具座上调节光路使成像清晰拍摄记录一次然后给物体施加作用力使沿垂直于成像光路方向产生一定量的位移微小再拍摄记录一次通过显影定影后再现观察所得胶片
—————测量微小位移
概述
散斑是一种普遍存在的统计光学现象，它 是光波经过介质的无规散射后呈现出的无 规分布。在实物图像处理的过程中，散斑 的存在经常会造成图像真实程度的损失， 所以在最初的研究中，人们多考虑如何减 弱或消除散斑的影响。然而，散斑通常携 带了物体表面的大量有用信息，因此便于 通过散斑的性质对物体表面的性质进行研 究。
计算物体移动 理论值 距离（10-5m） （10-5m） 2.283
632.8
0.90
632.8
0.90
0. 487
-0.1
0.0035
9.783
632.8
0.90
0. 487
0.2
0.0042
8.153
误差分析
1.钢锯条本身的重量和厚度 2.测量条纹宽度时读数 3.实验台的稳定 4.成像系统并非严格傍轴、物像距严格理想
测量方法
在待测体表面贴上一层毛玻璃，放在光具 座上，调节光路使成像清晰，拍摄记录一 次，然后给物体施加作用力，使沿垂直于 成像光路方向产生一定量的位移（微小）， 再拍摄记录一次，通过显影、定影后，再 现观察所得胶片。
在同一张干板上记录下物体经微小变形前 后的两次成像，然后再用激光照射在干板 上，由大量散斑的统计平均，可得杨氏条 纹。通过精确测量条纹的间距，我们可以 计算出该微小形变的大小。
0.0058
0.0056 0.0055 0.00860 6.700
6.705
6.872 6.912 6.821 6.680
激光波长 放大倍数 （nm）
镜头距离 （m） 0. 487
位置坐标 y（cm） -0.5
条纹间距 （m） 0.0015
取中点为受力点 则
w F 3l 1 ( x x3 ) 6 EI 8 2
2
0.06925
E 为钢的弹性模量，对于工程用结构钢
E 2.1106 N/mm2
I 为钢的截面惯矩
eh3 I 5.615 1012 m4 12
实验数据
激光波长 放大倍数 （nm） 镜头距离 位置坐标 （m） x（m） 0. 487 0. 487 0. 487 0. 487 0.0426 0.0545 0.0613 0.0722 条纹间距 （m） 0.0092 0.0075 0.0069 0.0062 计算物体移动 理论值 距离（10-5m） （10-5m） 4.165 5.122 5.595 6.225 4.170 5.125 5.609 6.234
式中λ为入射激光波长， D为干板与屏的垂直距离
实验装置
y
x
理论计算
F
a
A x
b
C D
B
x
y
l
梁各段挠度方程为： AD DB
Fb( l 2 b 2 ) Fb 3 w1 x x 6 EIl 6 EIl
Fb( l 2 b 2 ) Fb 3 F w2 x x ( x a )3 6 EIl 6 EIl 6 EI
实验光路：
滤波器 激光器
准直透镜
照相干板 形变体
成像透镜
再现光路：
干涉条纹
基本原理
物面位移d，经透镜后在像面上被记录为 d’， 且有关系：
d M (放大率) d
经激光再现时，为杨氏双孔干涉，在接收 屏上出现等宽干涉条纹（含在衍射晕圈之 中）,条纹宽度△x满足：
x
D
d
最终得出
632.8 632.8 632.8 632.8
0.80 0.80 0.80 0.80
632.8
632.8 632.8 632.8 632.8
0.80
0.80 0.80 0.80 0.80
0. 487
0. 487 0. 487 0. 487 0. 487
0.0854
0.0943 0.1025 0.1106 0.1153
应用
1. 力学、建筑工程和机械设计方面的应用：利用散斑位移和 散斑干涉图测量物体表面的形变和裂纹、损伤和应力分布 2. 在工业生产中的应用：利用对激光散斑的动态测量法测量生产 线上工件及产品的移动速度 3. 在燃烧学和热物理中的应用：利用激光散斑照相技术测量火焰 的结构和温度场的温度分布 4. 在医学研究中的应用：非侵入的测量皮肤下的微循环的速度。 测量心脏的心动图。利用主观散斑的运动规律对人眼进行主观 验光 5. 天文学测量中的应用：利用星体斑纹干涉术可以克服大气扰动 的影响获得高分辨率的图像 6. 利用散斑进行光学图像处理：例如图像相减等
例如图像相减等在待测体表面贴上一层毛玻璃放在光具座上调节光路使成像清晰拍摄记录一次然后给物体施加作用力使沿垂直于成像光路方向产生一定量的位移微小再拍摄记录一次通过显影定影后再现观察所得胶片
—————测量微小位移
概述
散斑是一种普遍存在的统计光学现象，它 是光波经过介质的无规散射后呈现出的无 规分布。在实物图像处理的过程中，散斑 的存在经常会造成图像真实程度的损失， 所以在最初的研究中，人们多考虑如何减 弱或消除散斑的影响。然而，散斑通常携 带了物体表面的大量有用信息，因此便于 通过散斑的性质对物体表面的性质进行研 究。
计算物体移动 理论值 距离（10-5m） （10-5m） 2.283
632.8
0.90
632.8
0.90
0. 487
-0.1
0.0035
9.783
632.8
0.90
0. 487
0.2
0.0042
8.153
误差分析
1.钢锯条本身的重量和厚度 2.测量条纹宽度时读数 3.实验台的稳定 4.成像系统并非严格傍轴、物像距严格理想
测量方法
在待测体表面贴上一层毛玻璃，放在光具 座上，调节光路使成像清晰，拍摄记录一 次，然后给物体施加作用力，使沿垂直于 成像光路方向产生一定量的位移（微小）， 再拍摄记录一次，通过显影、定影后，再 现观察所得胶片。
在同一张干板上记录下物体经微小变形前 后的两次成像，然后再用激光照射在干板 上，由大量散斑的统计平均，可得杨氏条 纹。通过精确测量条纹的间距，我们可以 计算出该微小形变的大小。
0.0058
0.0056 0.0055 0.00860 6.700
6.705
6.872 6.912 6.821 6.680
激光波长 放大倍数 （nm）
镜头距离 （m） 0. 487
位置坐标 y（cm） -0.5
条纹间距 （m） 0.0015
取中点为受力点 则
w F 3l 1 ( x x3 ) 6 EI 8 2
2
0.06925
E 为钢的弹性模量，对于工程用结构钢
E 2.1106 N/mm2
I 为钢的截面惯矩
eh3 I 5.615 1012 m4 12
实验数据
激光波长 放大倍数 （nm） 镜头距离 位置坐标 （m） x（m） 0. 487 0. 487 0. 487 0. 487 0.0426 0.0545 0.0613 0.0722 条纹间距 （m） 0.0092 0.0075 0.0069 0.0062 计算物体移动 理论值 距离（10-5m） （10-5m） 4.165 5.122 5.595 6.225 4.170 5.125 5.609 6.234