毕业设计论文——激光散斑测物体位移
大学物理实验---激光散斑
实 验 报 告
3、 做完实验后，思考本实验的用途，觉得它可以用于以下几个方 面： （1）可以用本实验原理测量物体的微小位移量 （2）可以用其他透明物体代替毛玻璃，来测量其粗糙度
思考题：
1. 根据什么选择激光散斑测量的光路参数（P1 和 P2）？
答：首先根据透镜的焦距，其次须考虑散斑大小和 CCD 象元大小 的关系。只有选择适当距离的 P1、P2 才能使 CCD 上可以拍摄到较 多的散斑，而且每个散斑又占据足够多的像元数，并且拍摄到的图 像足够清晰有较好的对比度，这样才能得到对散斑光强分布的良好 结果。
W 02 =
2 ������������02 a= = 1.228566������������ ������
d πW (1 − 1' )2 + ( 01' )2 f λf
=
0.2244032 = 0.015731mm 203.4896818
P 1 =透镜到毛玻璃的距离－d 2 =178-53.282722=124.727178mm ������2 ρ(������1 ) = ������1 �1 + 2 � = 124.739279������������ ������ 1
产生误差的原因经过分析有以下几个方面： （1）
实验心得：
1、 为了减小估算误差，对光斑半径进行估算并输入计算机进行自 相关计算时，应该多取几组，比较这几组的相关度大小，最终 取相关度最大的那一组作为实验数据； 2、 在实验过程中要保证光器具的干净， 不能用手碰光器具的镜面， 在实验结束时应该及时将塑料罩盖回去；
S = λP2 / πW
(3)
因此测量出 S 的大小就可以求出 W。 (2) 两个散斑场光强分布的互相关函数： 假设观察面任意一点Q 1 上的散斑光强分布为Ｉ(x 1 ,y 1 )，当散射体发 生一个变化后（如散射体发生一个微小的平移 d 0 = d ξ 2 + dη 2 ）观察面任意 一点Q 2 上的散斑光强分布为 Ｉ’ (x 2 ,y 2 )我们定义光强分布的互相关函数为： G C （x 1 ,y 1 ；x 2 ,y 2 ）=〈Ｉ(x 1 ,y 1 ) Ｉ’(x 2 ,y 2 ) 〉 两个散斑场的互相关函数为：
激光散斑干涉实验
激光散斑干涉实验激光散斑干涉实验摘要:激光散斑测量法是在全息方法基础上发展起来的一种测量方法，这种方法具有很强的实用价值。
散斑位移测量不仅可以实现离面微位移的测量，也可以进行面内微位移测量。
主要是对面内微位移进行了测量研究，利用设计的测量系统将物体发生位移前后的散斑图由CCD记录下来，分别用数字散斑相关法和散斑照相法对散斑图像进行了分析处理，并得出了相应的结论。
关键词:激光散斑;位移测量;数字图像处理一、引言激光自散射体的粗糙表面漫反射或通过透明散射体（毛玻璃等）时，在散射表面或附近的光场中会形成无规则分布的亮暗斑点，称为激光散斑。
激光散斑在全息图上是一种有害的背景噪声，但由于散斑携带了光束和光束所通过物体的光学信息，于是产生了广泛的应用。
例如，用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度；利用散斑的动态情况测量物体运动的速度；用散斑进行光学信息处理，甚至利用散斑验光等等。
但应用领域最广的是散斑干涉测量技术。
散斑干涉技术在机械工程方面可以用于测量物体表面的形变和裂纹、损伤和应力分布，在天文学方面可以测量大气的扰动和温度场分布，在医学、力学和光处理等领域也有广泛的影响。
二、实验2.1实验测试系统散斑干涉测量离面位移光路图如下图所示2.2实验原理（1）激光散斑当相干光照射一个粗糙物体的表面（或通过透明的粗糙面）时，在物体表面前的空间，可得到一种无规律分布且明暗相间的颗粒状光斑，称为散斑。
由于激光的高度相干性，表面散射光在空间中随机相干叠加后会形成一些亮暗分明的区域，且呈现无规则分布，按照在散射面有无透镜，可以将散斑场划分为主观散斑和客观散斑，由于透镜的使用，主观散斑又被称为成像散斑。
（2）利用散斑干涉术测量面内位移散斑干涉计量就是将物体表面空间的散斑记录下来，当物体运动或由于受力而产生变形时，这些随机分布的散斑也随之在空间按一定规律运动。
因此能利用记录的散斑图分析物体运动或变形的有关信息。
当测量物体在面内发生位移时，通常在被测物体位移前，将散斑记录下来，然后使物体垂直于光轴发生一微小面内位移d，再次记录。
激光三角法测量物体位移
课程设计Ⅱ（论文）说明书题目：激光三角法测量物体位移学院: 电子工程与自动化学院专业：光信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：2014年1月5日摘要本文介绍了单点式光学三角法测量物体位移的两种结构一直射式与斜射式，对两种结构的测量原理进行了分析并对其各自的特点进行了阐述。
以半导体激光器作为光源，CCD 作为光电探测器件，采用直射式结构设计了一种光电位移传感器。
为了提高测量精度，简化计算过程，该课题通过设定一个基准点与实际测量点进行比较得出像点的位移图像,在用软件处理后计算出实际位移。
后面对实验误差进行分析和方案进行评价。
关键字：三角法测距；CCD图像传感器；激光；光斑。
引言激光三角法位移测量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度。
当物体沿激光线方向发生移动时，测量结果就将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移。
过去，由于成本和体积等问题的限制，其应用未能普及。
随着近年来电子技术的飞速发展，特别是半导体激光器和CCD等图象探测用电子芯片的发展，激光三角侧距器在性能改进的同时，体积不断缩小，成本不断降低，正逐步从研究走向实际应用，从实验室走向实际。
用于测量从传感器至目标之间直线距离的激光三角测量传感器已经使用了十多年了，由于数字电子器件和大功率数字信号处理器（DSP）的结合使得激光不再对目标颜色、纹理和周围环境以及环境光线和温度变化那么敏感了，激光三角测量技术方法已经得到了发展。
目录引言 (1)1课程设计目的： (3)2 设计内容 (3)3 设计要求 (3)4 方案论证和选择 (3)4.1 直射式激光三角法原理 (3)4.2斜射式激光三角法原理 (4)4.3直射三角法改进一 (6)4.4 直射式改进方法二 (7)5 仪器及元件的选择 (8)6 偏振图像采集 (8)6.1.1实验光路图 (8)6.1.2 测量物体位移步骤： (9)6.2 定标： (9)6.3测量焦距 (10)7实验结果与分析 (10)7.1.1 定标数据 (10)7.1.2焦距f的测定数据及处理 (10)7.2b的测量数据及处理 (11)7.3 物体位移数据： (11)8 实验评价 (13)8.1 误差分析： (13)8.2方案评价 (13)9. 课设总结 (14)10. 参考文献 (14)附件一：实验仪器 (15)附件二：实验采集图像 (15)附件三：实验程序 (18)附件四：实验光路图 (19)1课程设计目的：(1) 学习并掌握激光三角法测距的基本原理和方法；（2）锻炼学生的自主学习和动手能力；（3）扎实基础，提升能力。
激光散斑法测钢制简支梁微小位移
激光散斑法测钢制简支梁微小位移土木建筑学院土木工程0409班郑楠、牙韩胜、张勇激光散斑干涉方法是近20年来发展起来的一种新的实验应力分析方法。
该方法所依据的理论就是相干光相遇时会发生干涉而形成条纹，我们最熟悉的例子是杨氏干涉条纹，而杨氏干涉条纹是由两个点光源发出的波所形成的。
例如用相干性很好的激光照射物体漫反射表面，这些表面漫反射光好像无数小的相干点光源所发出的光，它们之间也是相干光，彼此也要发生干涉，但在很多点光源的情况下，干涉不再具有规律性，而是在物体表面前边的空间形成了无数随机分布的亮点和暗点，这就是散斑。
因为是激光做光源，所以叫激光散斑。
采用成像透镜，将物体表面随机分布的散斑连同物体的象一起用全息底片记录下来，就可得到散斑图。
如采用双曝光法散斑照相进行力学量测，就是将物体变形前的散斑图与变形后的散斑图记录在同一张全息底片上，再将这张带有物体变形信息的底片，放在一定的光路系统中，即可将散斑图中贮存的信息提取出来，即是散斑测量。
实验目的本实验利用激光散斑法和杨氏干涉的原理来达到测量钢制简支梁在不同集中载荷作用下的微小位移，将实验测量结果与理论计算值进行比较分析。
实验原理用激光照射被测物体漫反射表面，形成空间散斑场。
使用成像透镜(可用付里叶镜头或制板镜头，也可用普通放大镜)将激光照射物体表面形成的散斑，记录在全息底片上，得到散斑图。
即在被测物体变形前和变形后进行两次曝光，将两个散斑场记录在同一张底片上，得到带有物体表面变形信息的双曝光散斑图。
将记录了物体位移信息的双曝光散斑图经显影，定影之后，放在一定的光路系统中，便可把散斑图内贮存的变形信息提取出来，即是散斑图分析。
本实验对散斑图分析采用逐点分析法(如图2所示光路)。
当用同一底片对物体变形前后的两种状态做二次曝光，在底片上就得到了物体表面在变形前后的二个散斑图像的迭加。
考虑物体表面的一个微小的区域，这个小区域里各点的位移大小和方向可以看成是相同的，也就是可以认为在物体变形过程中，这个小区域只发生整体移动，这样的小区域称为准平移区。
激光散斑数字相关法测量微小位移
两种方法的比较ຫໍສະໝຸດ 通过对测量数据分析,发现这两种方法均可以实现对面 内微位移进行测量,但是这两种方法各有特点。干涉法中散 斑图的质量是决定测量结果的重要因素。在实验中发现物 体表面粗糙度对条纹间距会产生直接影响。在实验中也发 现,位移量大小对实验结果有很大的影响,位移太小和太大都 直接降低了条纹质量。相关法根据物体发生位移前后的相 关性进行测量的。实验条件容易实现,而且实验精度也较高。 但是在相关法测量中发现散射基元大小会对测量结果产生 一定的影响,位移量较大时,散斑会产生一定的变形,这对测量 是有很大影响的。
激光散斑数字相关法测量微小 位移
指导教师——张毅 答辩人——刘桐
选题背景
散斑现象普遍存在于光学成像的过程中，很早以前牛 顿就解释过恒星闪烁而行星不闪烁的现象。由于激光的高 度相干性，激光散斑的现象就更加明显。最初人们主要研 究如何减弱散斑的影响。在研究的过程中发现散斑携带了 光束和光束所通过的物体的许多信息，于是产生了许多的 应用。例如用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度，利用 散斑的动态情况测量物体运动的速度，利用散斑进行光学 信息处理、甚至利用散斑验光等等。激光散斑可以用曝光 的办法进行测量，但最新的测量方法是利用CCD和计算机技 术，因为用此技术避免了显影和定影的过程，可以实现实 时测量的目的，在科研和生产过程中得到日益广泛的应用。
实验原理
实物光路图
实验仪器
实验图样
Matalab编程
程序源代码
相关度运算
定标结果
毛玻璃每移动0.05mm对应散斑位移30个像素点
实验中遇到的问题及解决办法
问题：测量中发现散射基元大小会对测量结果产生一 定的影响,位移量较大时,散斑会产生一定的变形,这对 测量是有很大影响的。 解决办法：在定标时分别测定几个不同位移，当出现 相关位移为0时，将该数据除去，反复测量，求平均值。
激光散斑位移测量方法研究
第23卷 第1期2008年3月 北京机械工业学院学报Journal of Beijing I nstitute ofM achineryVol.23No.1Dec.2008文章编号:1008-1658(2008)01-0039-03激光散斑位移测量方法研究李晓英,郎晓萍(北京信息科技大学 光电信息与通信工程学院,北京100192)摘 要:激光散斑测量法是在全息方法基础上发展起来的一种测量方法,这种方法具有很强的实用价值。
散斑位移测量不仅可以实现离面微位移的测量,也可以进行面内微位移测量。
主要是对面内微位移进行了测量研究,利用设计的测量系统将物体发生位移前后的散斑图由CCD 记录下来,分别用数字散斑相关法和散斑照相法对散斑图像进行了分析处理,并得出了相应的结论。
最后,对以上两种测量法的特点和测量误差产生的原因都作了简单的分析和比较。
关 键 词:激光散斑;位移测量;数字图像处理中图分类号:O436.1 文献标识码:AResearch of d ispl acem en t m ea surem en tba sed on l a ser speckleL I Xiao2ying,LANG Xiao2p ing(School of Phot oelectric I nfor mati on and Telecommunicati on Engineering,Beijing I nfor mati on Science and Technol ogy University,Beijing100192,China)Abstract:The laser s peckle based on hol ography is of great p ractical value and can measure m icr o2 dis p lace ment.I n surface m icr o2dis p lace ment is focused on in this paper.The t w o laser s peckle patterns are res pectively shot bef ore and after the object is moved.D igital s peckle correlati on method and s peckle phot ography are used t o measure a s mall dis p lace ment moved al ong x or y axle.The above t w o methods are compared at the end of the paper.Key words:laser s peckle;dis p lace ment measure ment;digital i m age p r ocess 散斑测量与其他测量方法相比具有光路简单、成本低、调试及操作方便等优点,从而在位移测量中得到了广泛的应用。
激光散斑照相法—一种测量微小位移的方法
ik
x y 2F
2
2
A1 e
ik
( x
F F x )2 ( y y )2 uF u F 2v
A1e
( x x )2 ( y y )2 ik 2v
x y F v M y uF u x
Experiment
一、内容和步骤
测量模拟极限变形 实际应用——压电陶瓷的变形测量 单板记录多样复杂信息的花样
Experiment
极值测量
测量方法： 在压电陶瓷表面贴上一层毛玻璃，放在带 有螺旋测微器的光具座上，调节光路使成 像清晰，拍摄记录一次，然后手动调节螺 旋钮，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，即 可定出运用该方法测量微小位移的极限长 度（包括极大值与极小值）
条纹间距 /cm
× ×
理论位移/um （由条纹间距计算出）
× ×
备注
1 2 3 4 5 6
无条纹 1条纹 （一个椭圆斑） 3条纹 亮纹5条，暗纹2条
15.80/3=5.27 16.80/5=3.36
10.9 17.1
80
90
30、40
30、40
12.00/16=0.75
8.90/14=0.64
u2 ( x, y) u1 ( x, y) e A1 e 物面小位移 ( x x )2 ( y y )2 ik 2u ( x, y) A1e u1 在像面上反映为
x2 y 2 ik 2F
x2 y 2 ik 2v
( x, y) u1 ( x, y) e u2
2 2
M
激光散斑测量技术与应用研究
激光散斑测量技术与应用研究引言激光散斑测量技术是一种基于散斑现象的非接触式测量技术，通过激光照射目标物体表面，利用散斑的特性来获取目标物体表面形貌或者表面变形的信息。
该技术具有测量精度高、测量速度快、适用范围广等优点，在科学研究、工业制造、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
散斑现象介绍散斑是指当一束平行光线经过不规则表面或者光束传播介质中的不均匀区域时，由于光的散射而形成的频率和强度的空间变化。
散斑现象的形成原理主要包括两个因素：绕射和干涉效应。
绕射是光线在不规则表面或光束传播介质变化的区域上发生偏折；干涉是不同光线在某一点重新叠加时产生的干涉效应。
通过观察和分析散斑现象，可以获得物体表面形貌、表面变形等信息。
激光散斑测量原理激光散斑测量技术是利用激光的单色性、相干性和定向性，通过激光的投影和散射来实现对目标物体表面形貌或表面变形的测量。
基本的激光散斑测量原理包括以下几个步骤：1.激光照射：将激光照射到目标物体表面，产生散斑现象。
2.散斑记录：使用相机或者其他散斑记录装置记录散斑图像。
3.散斑分析：对散斑图像进行分析，提取目标物体表面形貌或者表面变形的信息。
激光散斑测量技术的应用1. 表面形貌测量激光散斑测量技术可以应用于表面形貌的测量。
通过记录激光照射到目标物体表面的散斑图像，利用散斑图像的信息可以还原出目标物体表面的形貌信息。
这对于制造行业的工件检测、光学元件的表面质量检验等方面具有重要的应用意义。
2. 表面变形测量激光散斑测量技术可以应用于表面变形的测量。
通过记录目标物体在受力或变形作用下的散斑图像，可以分析散斑图像的变化，从而获取目标物体的表面变形信息。
这对于工程结构的应力分析、材料力学性能的研究等方面具有很大的意义。
3. 物体运动测量激光散斑测量技术还可以应用于物体运动的测量。
通过记录目标物体运动过程中的散斑图像，可以利用散斑图像的相位信息提取出物体的运动参数，如速度、加速度等。
这对于机器人导航、运动追踪等领域具有广泛的应用前景。
散斑干涉法测微小位移
《散斑干涉测微小位移》【实验目的】1、通过拍摄自由空间散斑图及成像散斑图，初步了解激光散斑现象及其特点；2．擎握应用散斑干涉全息图设计方法；3、用二次曝光散斑干涉图测量物体表面的面内位移；4、设计用二次曝光散斑图测量透明固体(玻璃)的厚度及其非均匀性。
【实验原理分析与讨论】1、散斑的形成及特征激光自散射体表面漫反射或通过一个透明散射体(加毛玻璃)时，在散射体的表面和附近空间的光场中，可以观察到或用照相记录下来一种无规分布的亮暗斑纹。
这种斑纹称为激光散斑。
它是由散射体上每个面积元发出的基元光波的干涉作用造成的。
在全息术和相干光成像系统中，散斑的存在会影响分辨率，是一种令人讨厌的有害噪声。
近年来，通过研究逐渐发现了它的一些有用的特性。
在某些新的光学系统中，散斑不再是噪声因素，而是一种有用的信息载体．激光散斑．特别是散斑照相和散斑干涉，在表面粗糙度测量、图像处理、运动分析、振动分析、眼球缺陷分析和星体度量学等科技领域中有着广泛的应用，在光学小己成为一个重要的分支。
激光散斑通常可分为空间散斑和像面散斑两类：12空间散斑：如果在散射体G 的正面距离z 的地方放置全息干板记录散斑结构，其散斑的平均直径为 1.22z ds Dλ≈，其中D 是被照亮的散射面直径。
如果在侧面接收，则散斑的平均长度2()z ls Dλ≈ 像面散斑： 像面散斑的平均直径：11.22() 1.22(1+)z ds F Dλλβ≈=式中z1（像距），D （透镜的孔径）β（横向放大率）F （相对孔径的倒数）当散射面位于无限远时，成像面与后焦面重合，散斑的平均直径为1.22() 1.22f ds F Dλλ≈= f 透镜焦距。
2、散斑干涉全息图测量面内位移的光路设计空间散斑（未加成像透镜）非平行光漫反射散斑 像面散斑（放大率>1;<1）散斑干涉光路设计 平行光 空间散斑（未加成像透镜）像面散斑（加成像透镜：放大率>1;<1）空间散斑（未加成像透镜）非平行光透射散斑 像面散斑（放大率>1;<1）平行光 空间散斑（未加成像透镜）面散斑（加成像透镜：放大率>1;<1）3．用二次曝光散斑图测量面内位移(1)反射成像散斑：二次曝光散斑图测微小位移如图是拍摄散斑图的光路布置之一，其中S 是具有光学粗糙表面的平面物体，用扩束后的激光光束照射，L 是成像透镜，H 是全息干板．置于像平面上，成像透镜L 将s 面成像于记录平面H 上，形成成像散斑，如果对浏试物体在运动前后应用二次曝光法拍摄散斑图样，并假定位移的量值大于散斑特征尺寸，那么，在同一底片上就记录了两个同样的但位置稍微错开的散斑图。
运动位移定位误差补偿激光散斑测量
第42卷第5期 激光杂志Vol.42, No.5 2021 年5 月LASER JOURNAL M a y,2021运动位移定位误差补偿激光散斑测量郑泽蒙、张璐、陈金鳌21凯里学院，贵州凯里556011;2常州大学，江苏常州213164摘要:针对传感器机器人运动指令执行误差大、运动轨迹定位精度低的问题，提出了一种运动位移定位 误差补偿激光散斑测量方法。
首先用激光散斑测量法测量目标的空间分布，得到目标位移前后激光散斑空间 分布强度的两幅图像，然后用截面矩阵计算具体位置，突出实际位移值，然后建立定位误差模型，得到机器人关 节的微分项，得到整个关节的零位角偏差，最后用集合分析法标定零位和减速比，完成运动位移定位误差的补 偿。
实验结果表明，该方法比传统方法能更快地补偿定位误差，均方误差在1〇_5左右，且误差曲线趋势完全拟 合，补偿精度更高。
关键词：激光散斑;运动位移；误差补偿；零位标定中图分类号:TN926 文献标识码：A doi：10. 14016/j. cnki. jgzz. 2021.05. 147Laser speckle measurement with motion displacementpositioning errorcompensationZ H E N G Z e m e n g1,Z H A N G L u1 ,C H E N Jinao21 K aili U niversityy K aili G uizhou556011 , C h in a；2 Changzhou U niversity，C hangzhou Jia n g su213164，C hinaA b s t r a c t：In o r der to solve the p r o b l e m s of significant error of m o t i o n c o m m a n d e x e cution a n d l o w positioning a cc u r a c y of m o t i o n trajectory of se nsor robot, a laser s p e c k l e m e a s u r e m e n t m e t h o d with m o t i o n d i s p l a c e m e n t positioning error c o m p e n s a t i o n is p r o p o s e d.Firstly, the spatial distribution of the target is o b t a i n e d b y the laser s p e c k l e m e t h o d, a n d the n the spatial distribution of the target is obtained b y the laser s p e c k l e reduction m e t h o d,c o m p l e t e the c o m p e nsation of m o t i o n d i s p l a c e m e n t positioning error. T h e e x p e r i m e n t a l results s h o w that the p r o p o s e d m e t h o d c a n c o m p e nsate the positioning error faster t h a n the traditional m e t h o d,the m e a n s q u a r e error is a b o u t10~5,a n d the trend of the error c u r v e is w h o l l y fitted,a n d the c o m p e n s a t i o n a c c u r a c y is higher.K e y w o r d s：laser s p e c k l e；m o t i o n d i s p l a c e m e n t；error c o m p e n s a t i o n；zero calibrationi引言机器人的标定依赖于标定空间中运动参数的修 正，以保证定位精度的提高。
激光散斑法测量横向微小位移的实验
实验报告实验名称：激光散斑法测量横向微小位移实验实验时间：2015年12月18日班级：xxxx学生姓名：xxx同组人：xxx实验目的：1、观察激光散斑图，了解散斑的成因及特点。
2、掌握二次曝光法测量微小位移的原理和方法。
3、通过实际测量，验证位移量与散斑图像的关系公式。
实验仪器：导轨（800mm）、半导体激光器（650nm，25mW）、功率指示计+十二挡光探头、定时器、毛玻璃、扩束镜、准直镜、干板架、白屏、导轨滑块实验原理：激光散斑：激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明的散射体（例如毛玻璃）后，因各点散射光或透射光干涉，在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规则分布的亮暗散斑。
利用激光散斑可以测量微小位移变化，具有无接触、高灵敏度等特点。
本实验中让激光通过具有粗糙表面的毛玻璃，在同一张全息干板上先后曝光两次，这样在同张激光干板上物体两幅散斑图，若物体有位移，则，两散斑图之间有一相对移动。
如果把散斑点看成圆孔，则各散斑点的移动在二次曝光散斑图上就相当于一对对“双孔”。
用激光束照射该散斑图，则会出现类似杨氏双缝干涉的图形。
λ由此可计算出微小位移。
由杨氏双缝理论：△y=ld实验内容与步骤：A、拍摄激光散斑图（1）调节图中实验装置，使得出射光束成为准直平行光。
（2）将毛玻璃片放在一维位移架上，使光斑打在毛玻璃屏中央部分。
（3）调节白屏位置，使白屏上光斑均匀。
（4）将全息干板放在白屏位置，在黑暗中，进行第一次曝光。
（5）微移全息干板位置后，进行第二次曝光。
并对全息干板进行处理，得到稳定的照片。
B、观察激光散斑图在激光器前放入拍好的散斑图，调节实验装置，使白屏上出现清晰的干涉条纹。
C、测量干涉条纹间距用刻度尺多次测量条纹间距,并在导轨上读出白屏与散斑图之间距离。
光波长λ取650nm.实验数据与分析：△y=y i5=0.9+0.85+0.8+0.85+0.85=0.84cm通过衍射条纹测得的位移d=lλ△y =0.2000×650×10−90.0084=1.5×10−5m横向位移L=0.7×1/50mm=1.4×10−5m误差η=d−LL×100％=7.1%L为一次测量量，其不确定度U L取仪器的最小精度2.0×10−5mL±U L=（1.4±2.0）×10−5m对于d，△y五次测量的不确定度公式分别用U=pn 2S x2+△仪2公式来计算，其中△仪取刻度尺的最小测量精度0.01cm，pn取1.24,S x2用贝塞尔公式s=S i−S平均23i=12，l的不确定度取仪器最小精度0.1cm，λ的不确定度取1nm。
散斑干涉测量形变物体的离面位移
散斑干涉测量形变物体的离面位移摘要：首先对散斑的形成和散斑干涉的原理进行了介绍，然后通过对迈克尔逊干涉仪的分析得出散斑干涉，最后通过一个实验在计算机上得到物体形变的三维图形关键词：散斑；干涉；离面位移；迈克尔逊干涉仪Speckle interference measuring objects from surface displacementAbstract: Firstly the speckle formation and the principle of speckle interference were introduced. Then through the analysis of Michelson interferometers we can get the speckle interference. Finally, through an experiment get the object deformation 3D graphics on the computer.Key words: speckle; interference; Michelson interferometers散斑干涉测量形变物体的离面位移一、测量的原理一散斑的形成1散斑现象激光照射在粗糙表面(如金属表面)毛玻璃或折射率无规涨落的介质上则会明暗相间亮斑和暗斑即散斑/斑纹(Speckle)。
就整个整个空间而言，屏近的地方散斑小，屏远的地方散斑大。
散斑的形成2 散斑的形成条件形成散斑必须满足以下两个条件：被照射表面为粗糙表面，以产生散射光。
为使散射光均匀，粗糙表面的深度大于波长。
照射光有足够的相干性，常用激光产生激光散斑。
认识到散斑不可避免，且是种一种不可多得的随机编码手段，用其对平滑表面进行随机编码与检测。
散斑本身携带了粗糙表面的相关信息。
二散斑的大小 1客观散斑的大小相干光照明时, 粗糙表面上各面元散射光波之间干涉, 直接在空间域内形成颗粒状结构，这种散斑为客观散斑(直接散斑)。
激光散斑测量 (2)
)),(),(1),(l 1m 1∑∑-=-=++=nx i ny j m j l i I j i I Nm l G 学号：PB07203143 姓名：王一飞 院（系）：物理系激光散斑测量【实验原理】激光通过透明散射体，在空间各处发生散射。
由于激光具有高度相干性，所以屏上每一点都是由数个相干光线叠加而成。
由于随机性，一些位置叠加后光强增加，另一些减小，但整体有一定统计规律，形成激光散斑。
统计规律可用自相关函数G （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ(x 2,y 2) 〉和互相关函数G C （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ’(x 2,y 2) 〉来描述。
用CCD 取像，利用如下算法输入计算机编程计算。
【实验内容】1、熟悉实验装置本实验所用的装置放在光学平台上，如图4所示。
氦氖激光器(本实验中用长250毫米的内腔式氦氖激光器，λ=632.8nm)的光束穿过各个元件的通光口径的中心。
光学元件有：双偏振器（用来调节光强），透镜（用来改变激光束的发散角），毛玻璃（用来产生散斑）。
接收器件采用CCD 器件，由CCD 器件采集的光强信息经过采集卡（插在计算机的插槽内）进行AD 变换，由模拟信号变成数字信号，再显示在计算机屏幕上，此数字信号同时存入计算机软盘或硬盘上便于数据处理。
2、观察客观散斑场实验时先打开激光源，调节支架上的微调螺旋，使细激光束通过双偏振器、透镜和毛玻璃投射到CCD 表面。
用一个白纸屏前后移动观察散斑场的分布情况。
通过观察得到对激光散斑的对比度、形状和大小定性认识。
3、用CCD 拍摄散斑图将经透镜扩展的激光束投射到毛玻璃上，在毛玻璃和CCD 之间形成空间散斑场。
测量出透镜后激光的焦点（即束腰）至毛玻璃以及毛玻璃至光强分布仪表面的距离。
从计算机中调出采图1 实验装置 1.氦氖激光器, 2..全反射镜, 3.双偏振片,4.透镜,5.毛玻璃, D, 7.计算机集程序进行采集。
激光散斑干涉电子测量技术
激光散斑干涉电子测量技术李康华（哈尔滨工业大学威海校区光电科学系，威海 264209）摘要：激光散斑干涉测量是根据与物体变形有内在联系的散斑图, 将物体表面变形测量出来。
本文介绍了激光散斑干涉技术的原理、检测方法及其应用。
从实验检测中,发现其是一种非常便捷、先进、并具有发展潜力的光测技术,能广泛应用在许多领域中,尤其是工业产品生产的领域中。
关键词:激光散斑干涉技术1 引言散斑现象早已被人们所熟悉,但是在激光问世之后才被深刻的了解,并且应用到许多的领域.激光是一种高度相干性的光源,当它照射在具有漫反射性质的物体表面,根据惠更斯理论,物体表面的每一点都可以看成一个点光源,从物体表面反射的光在空间相互叠加,就会在整个空间发生干涉,形成随机分布的,明暗相间的斑点,这些斑点成为激光斑点(speckle)[1].随着科技的发展，对散斑的深入研究，人们发现, 发现这些斑点的大小和位置虽然是随机分布，但是整体上斑点是符合统计学规律的。
在一点范围内，散斑场的运动是与物体表面上各点的运动一一对应的。
散斑的尺寸和形状, 与物体表面的结构、观察位置、光源和光源到记录装置之间的光程等因素有关。
当物体表面位移或变形时, 其散斑图也随之发生变化, 物体散斑虽为随机分布。
但物体变形前、后散斑有一定规律, 且常有物体表面位移或变形的信息。
散斑干涉计量就是根据与物体变形有内在联系的散斑图, 将物体表面位移或变形测量出来。
激光散斑干涉法测量物体变形，除了具备全息干涉法的非接触直观，可以遥感，全场性实时性外，还具备光路简单，对试件表面，实验条件要求不高，计算方便，精度可靠等特点[8-10]。
因此，激光散斑干涉电子测量技术在许多领域上都得到到了广泛的应用。
2 散斑干涉原理散斑干涉计量的全过程分为2 步: 第1 步应用相干光照射目标的粗糙表面, 记录目标表面位移信息的散斑图; 第2 步将记录的散斑图放在某一分析光路( 逐点分析或全场分析光路) 中, 把散斑图中传感的位移或变形信息分离出来, 进行定性或定量分析。
激光散斑实验
f
d
，现在缝距 d 就是位移量 0 。所以，
0
测出条纹间隔就可以得到微小位移 0 。
f
必须注意一点，位移 0 不能小于散斑的平均直径，否则不能形成散斑对。 但是位移 0 也不能过大，否则散斑分布发生变化，上面的讨论不能成立。 2) 图像相减（作为扩展内容）
二、 光路图
我们发现，这正是杨氏双缝干涉的强度公式，我们将看到一组平行等距的直条 纹。
图 3 散斑对 这个现象怎样理解呢？第一次曝光底片上记录下一个散斑分布，由于第二 次曝光时，位移量 0 极小，可以认为底片上的散斑分布不变，而只是整个散斑 分布整体平移微小位移 0 。因此，底片上形成很多散斑对，如图 3 所示。每个 散斑对都相当于一个杨氏双缝，并且这些散斑对的间距相等，其轴线也都是互 相平行的。把这张底片放在透镜前用平行光照射时，在后焦面上，每个散斑对 产生的杨氏干涉条纹相互叠加（非相干叠加），形成较为明亮的条纹。 在焦距为 f 的透镜后焦面上观察杨氏干涉条纹，我们知道，条纹间隔为
tA ，则在透镜的后焦面上，得到透射光复振幅的频谱为
i v0 ~ T (u, v) Aa (u, v) AbD(u, v)(1 e f ) 2
~ 其中 D(u, v) F{D(, )}
第一项表示中央亮点，对于第二项，我们在谱面上看到的强度是
i v 0 2 ~ AbD(u, v) 1 e f 2 2 2 v 0 ~ A2 b 2 D(u, v) cos2 f
激光散斑及其应用
（凝聚态物理 北京师范大学） [摘要]相干光射到粗糙表面上时，由于散射单元的分布完全任意，导致散射光 到空间各点的位相差随机分布，因此干涉图样随机分布，形成激光散斑。本实 验通过设计光路，观察到激光散斑的图像；并且移动被测物体，在干板上产生 散斑对，即微小杨氏双缝，通过设计读出光路，观察到干涉图样，根据干涉条 纹间距计算物体的微小位移，得到的误差不超过 5%。
一种用于物体面内位移测量的数字激光散斑系统
０ 引言
激光 自散射 体 的表 面 漫反射 或通 过一个 透 明散 射体 （ 如毛玻璃 ） ， 例 时 在散 射表 面或 附近的光 场
中可 以观 察到一 种无规 分 布的亮 暗斑点 ， 为激光散 斑 （ ａｅ ｐ ｃ ｌ ） 称 Ｌ ｓｒＳ ｅｋｅ 或斑纹 。散 斑 现象普 遍存 在 ｓ 于光 学成像 的过 程 中 ， 由于激 光 的高 度 相 干性 ， 激光 散斑 的现象 就更 加 明显 。最初 人 们 主要研 究 如
相干迭加形成亮暗相间的光场一一散射场（ 即物面的散射图） 。
、 ＼ １
准 直透 镜 毛 玻 璃 准 直 透 镜 图 １ 光 学 系统
在物体位移前拍摄一张物体的散斑照片， 在物体位移后物体上各点将产生位移。这时再拍摄下 物体位移后的一张散斑图像。物体的每一个物点都有一对散斑与之对应， 测量相应物点的位移。因 为物体是移动微小位移 ， 以可以认为每个散斑对都是杨氏干涉中的衍射双孔． 所 当用激光束照射散 斑 对时 ， 会产 生杨 氏干涉条 纹 ， 测量干 涉条纹 的间隔距 离 ， 可 以算 出物体 的位 移大小 。 通过 就
在垂直光路的方向上移动毛玻璃 ， 物光和考光之间光程发生变化 ， 从而使干涉场强度随之产生 变化 ， 此时记录下微位移前后散斑干涉图样 ， 经相减处理就可以得到反映位移变化的相关条纹。被
激光 照 明的物体 可 以看 作表 面粗 糙 的漫 反 射体 ， 面上 每一 点 都可 以看作 互 相 独立 的散 射 基元 ， 表 产 生散 射光 （ 子波 ） 散射光 经过 成像 透镜在 像 面上产生 了一个 衍 射斑 （ 干 脉 冲响应 ） 所有 的衍射 斑 ， 相 ，
上式表明该点位移与条纹的法线方 向一致 ， 在测量波长 ， 物像放大倍数 和 Ｃ Ｄ镜头距离 时 ， Ｃ 只 要测出相邻两干涉条纹的间隔ＡＸ 就可以算出物面上任意一点的位移 Ａ 。 ， ｘ
激光散斑的测量(PB07210137昝涛)
实验报告07级11系 昝涛 PB07210137 实验题目：激光散斑测量实验目的：通过对激光散斑大小的测量，了解激光散斑的统计特性，学习有 关散斑光强分布重要的数据处理方法。
实验器材：氦氖激光器，双偏振片，全反射镜，透镜 ，毛玻璃，CCD ，计 算机。
实验原理：激光散斑是由无规散射体（实验中为毛玻璃）被相干光照射产生的。
散斑场按光路分为两种，一种是在自由空间中传播而形成的客观散斑（本实验研究的情况），另一种是由透镜成象形成的主观散斑。
散斑的大小、位移及运动变化可以反映光路中物体及传播介质的变化。
试验中用的是激光高斯光束，其传播时光场的等振幅线在沿光路方向为双曲线。
光斑最细的位置为束腰。
激光经过凸透镜时其偏角会变化，会产生新的束腰。
毛玻璃离透镜的距离改变时，照在其上的光斑半径也随之改变。
实验是通过用计算机测量散斑的变化来算出光路中毛玻璃的移动情况。
激光散斑光强分布的规律由相关函数来描述。
自相关函数为：G （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ(x 2,y 2) 〉归一化后为： 其中： 互相关函数为：G C （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ’(x 2,y 2) 〉归一化后为：其中数据处理：1、理论值计算：激光波长λ = 0.0006328mm常数π = 3.14159265CCD 像素大小=0.014mm激光器内氦氖激光管的长度d=250mm)](exp[1),(222S y x y x g ∆+∆-+=∆∆})](/1[exp{})](/1[(exp{1),(212212S P P d y S P P d x y x g y x C ρρ++∆-++∆-+=∆∆))(/1(12P P d x x ρ+-=∆W P S πλ/2=会聚透镜的焦距f ’=50mm激光出射口到透镜距离d 1=650mm透镜到毛玻璃距离=d 2+P 1=150mm毛玻璃到CCD 探测阵列面P 2=542mm毛玻璃垂直光路位移量d ξ 和d η， d ξ=5小格=0.05mm ，d η=0照在毛玻璃上激光光斑的平均半径为：得激光管口处腰束半径为：)(2244.0)(4244.21415926.398.632*25.001mm m E E w =-=-= 2'2012'11''2)()1(d f W f d d f f λπ+---=得m m E 55.53)4328.6*502244.0*()506501(6505050d 2222=-+---=π由公式：2'2012'120102)()1(f W f d W W λπ+-=得m m E W 01726.0)50*4328.62244.0*()506501(2244.0222202=-+-=π则 p1=150-53.55=95.7mmmm E W a 479.14328.6/01726.0*/220=-==πλπ mm a p W p W 1257.1)479.1/45.961(*01726.0)/11()1(2/1222/1220=+=+= mm p a p p 7.95)7.95/479.11(*45.96)1/1(1)1(2222=+=+=ρmm E W P S 0984.0)1257.1*/(542*4328.6/2=-==ππλ∆x = d ξ (1 + p2 / ρ(P 1))＝0.05*(1 + 542 / 95.7)＝0..3332mm∆y= d η (1 + p2 / ρ(P 1))＝0mm2101)(πλd w =2、实验光路图如下：试验数据如下：照在毛玻璃上激光光斑的平均半径，毛玻璃的平均实际位移量的计算S1=(Sx ＋Sy)/2= (6.29+7.26)/2=6.78 (象素)S2=(Sx ＋Sy)/2= (5.86+6.86)/2=6.36 (象素)S3=(Sx ＋Sy)/2= (6.01+6.89)/2=6.45 (象素)S4=(Sx ＋Sy)/2= (5.87+6.75)/2=6.31 (象素)S5=(Sx ＋Sy)/2= 6.13+7.10)/2=6.62 (象素)S6=(Sx ＋Sy)/2= (5.90+6.94)/2=6.42 (象素)S ＝0.014*(S1+S2+S3+S4+S5+S6)/6=0.014*(6.78+6.36+6.45+6.31+6.62+6.42)/6=0.09086mm照在毛玻璃上激光光斑的平均半径：mm E S P w 22.109086.0*4328.6*5502=-==ππλ ∆x =0.014*(30+30+27+27+28)/5=0.398mm毛玻璃的平均实际位移量mm P P x d 059.047.965501398.0)(112=+=+∆=ρξ 实验装置图 1.氦氖激光器 2.双偏振片 3.全反射镜 4.透镜 5.毛玻璃 D 7.计算机误差分析：1、试验中求得毛玻璃的平均实际位移量为0.059mm ，而理论值为0.05mm ，这是因为每次移动时很难保证移动距离正好是0.05毫米，总会有所偏差。
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武汉轻工大学毕业设计（论文）论文题目：基于激光散斑进行位移测量院系: 电气与电子工程学院学号: 101204222姓名: 王斌专业: 电子信息科学与技术指导老师: 李丹二零一四年五月摘要用散斑法测量无题的位移、应变、振动、等是散斑法在实验力学中的主要应用之一。
这种测量方法不但有非接触的优点，而且可以测量面内及离面的位移。
物体表面以及内部的应变、比较圆满地解决振动与瞬变的问题。
本文主要介绍了散斑测量技术的发展情况，对激光散斑的特性进行了系统的分析。
激光散斑测量法是在全息方法基础上发展起来的一种测量方法,这种方法具有很强的实用价值。
散斑位移测量不仅可以实现离面微位移的测量,也可以进行面内微位移测量。
主要是对面内微位移进行了测量研究,利用设计的测量系统将物体发生位移前后的散斑图由CCD记录下来,分别用数字散斑相关法和散斑照相法对散斑图像进行了分析处理,并得出了相应的结论。
最后,对以上两种测量法的特点和测量误差产生的原因都作了简单的分析和比较。
关键词：激光散斑；位移测量；数字图像处理；位移散斑图AbstractOne main application of the speckle measurement method in experimental mechanics is to measure the displacement, strain, vibration and so on. This method can not only processed non-contact measurement, but also can measure the in-plane or out-plane displacement and transient. In this paper, we introduced the development of speckle measurement technique, and systemically analyzed the characters of speckle.The laser speckle based on holography is of great practical value and can measure micro-displacement. In surface micro-displacement is focused on in this paper. The two laser speckle patterns are respectively shot before and after the object is moved. Digital speckle correlation method and speckle photography are used to measure a small displacement moved along x or y axle. The above two methods are compared at the end of the paper.Keywords:laser speckle; displacement measurement; digital image process; displacement of speckle pattern目录第1章绪论............................................1.1课题研究的背景和意义..............................1.2激光散斑测量方法的应用............................ 第2章激光散斑测量的基本理论...........................2.1激光散斑的基本概念................................2.2散斑的成因及类型..................................2.2.1散斑的成因2.2.2散斑的类型2.3激光散斑光强分布的相关函数的概念..................2.3.1自相关函数.....................................2.3.2两个散斑场光强分布的互相关函数第3章激光散斑测量方法3.1激光散斑位移测量..................................3.1.1 散斑照相法3.1.2 激光散斑数字相关3.2 测量微小位移实验系统3.2.1 实验内容3.2.2 设计方法3.2.3 数据处理及心得结论................................................. 致谢................................................. 参考文献.................................................武汉轻工大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1 本论文的背景和意义传感技术、计算机技术和通信技术共同构成信息技术的三大支柱。
测试就是使用仪器，通过一定的方式获取对象的状态、特性等方面的信息，再经过信号处理，以人们能棘手的方式提供出来的过程。
一般来说，测试系统可以由信息获取、信息处理、结果显示三部分组成。
现代测试技术发展很快而且范围广，主要有微波测试技术、红外测试技术、光与激光测试技术、声与超声测试技术、光纤传感测试技术、X射线测试技术、放射线测试技术、微弱信号检测技术等，其中激光测试与超声测试技术是工业无损检测中应用较广的重要测试技术。
光学测量是一门发展很快的信息测试技术。
二十世纪六十年代以来激光技术的推出大大扩展了光学计量的研究和应用，其中以激光干涉技术、激光全息技术、云纹干涉技术、电子散斑干涉术、电子错位散斑干涉术、激光散斑数字相关测量技术等为表的测量新技术具有非接触、高精度和全场等优点，在工程实际中有着广泛的应用，如表面粗糙度测量、位移及应变测量、振动分析及形变测量、流体参数测量、三维形状测量等等。
八十年代以来随着电子技术、计算机技术、信息和图像处理技术等新技术的发展，形成了融合计算机辅助测试技术的数字化、自动化、智能化的计算机辅助光学测量虚拟仪器。
在机械、土木、水利等诸多领域的检测和测量中有着非常重要的地位。
1.2 激光散斑方法的应用1.2.1 在振动测量中的应用在利用电子散斑干涉法测量物体振动时，最常用的方法是时间平均法，但这种方法得到的振动条纹是由第1类零阶贝塞耳函数产生的。
由于贝塞耳函数随自变量的增加迅速衰减的特性和散斑噪声的存在，振动条纹的质量明显降低。
第1页共25页为了克服这一缺点，有的研究者通过对贝塞尔函数取余弦近似和控制参考振动的相位和振幅，实现了0.12-1.2μm ，振动的精确测量。
为了进行大范围全场测量物体的纳米级微小振动，在参考光路中引入了和物体同频率的参考振动（正弦相位调制SPM），通过相移和参考振动振幅加减法实现了纳米全场振动测量。
一般情况下，振动物体进行定量测量要求振动物体、光源及记录系统必须同步，而且需要引入相移或载波条纹技术。
这使得测量系统复杂且易受环境噪声影响。
近年来，研究人员研发了一种时间散斑图干涉法或称时间序列散斑图干涉法。
这种方法利用传统的ESPI技术，在测量振动时不需要引入相移和载波条纹，而是通过控制曝光频率与振动频率等各参数间的关系，实施一系列特殊的算法，获得物体的振幅和相位，灵敏度达到了半个波长的量级。
1.2.2 在位移测量中的应用错位数字散斑干涉术的光路结构简单，防震要求低，已得到广泛的应用。
利用渥拉斯顿棱镜的双折射现象产生大错位的成本较高，同时光学质量难以保证均匀一致，波像差较大，影响了干涉条纹图的质量。
对此不足之处，已有科学家提出了在像空间放置光栅，取代渥拉斯顿棱镜，实现大错位数字散斑干涉，并对受均布载荷的周界固定方板的离面位移场进行了实测，其位移测量灵敏度和精度为λ/4。
用电子散斑对物体面内形变位移进行测量时，对于面内两个敏感矢量方向的位移只能分别测量，这就不可避免地限制了它的应用范围。
为了同时获得面内两个方向的位移，研究者们提出了一种能同时测量面内全场位移的测量系统。
该系统用分光镜将激光器发出的相干光分成强度相等的四束光，把这四束光分成两组，每组中的两束光偏振状态相同，组与组之间的偏振态互相垂直，用一套摄像及图像处理系统对物体表面散斑场同时记录和处理，获得物体表面两个位移的条纹图，从而同时得到面内位移的两个分量。
由于ESPI技术对机械振动、大气扰动及环境噪音相当敏感，要求物光路和参考光路在测量中保持相对静止或同步变化，所以它对于测量环境要求比较苛刻，远不能满足工程的需要。
为使ESPI技术能够在工程实践中得到应用，人们提出了多种退敏感光路，降低了对测量环境的要求，其中有一种是ESPI近程补偿干涉装置。
它的方法是：在被测样品前放参考玻璃板，激光束发出的光经毛玻璃反射后透过参考玻璃板照到被测样品上，从参考玻璃板和被测样品反射回的光相互干涉成像在CCD摄像机上。
利用它来测量麦克风上膜片的离面位移，取得了比较满意的效果。
ESPI一般采取减模方式处理图像，但其中的高频噪声很难除去。
为了消除高频噪声，获得高信噪比的图像，有的科学家采用平均中通滤波和小波变换相结合的方法。
应用在静态和动态离面位移的测量上得到了高信噪比图像。
1.2.3 在测量应变中的应用在利用激光散斑方法测量应变的研究中，上海711研究所的张熹研究员提出了一种大错位三维电子散斑干涉法，并与盲孔法相结合，获得了物体的三维形变场，并直接计算出了残余应力的大小。
在利用数字散斑相关技术测量物体的形变场时，主要问题是提高测量精度，减少运算时间。
国内清华大学提出了一种基于斜率的亚像素搜索法，应用于刚体平移和转动及生物力学，显著减少了运算时间。
由于ESPI和ESSI各有优缺点,如果能把它们组合在一起则能综合它们的优点。
印度科学家在这方面进行了尝试。
他们将ESPI和ESSI做成一套系统，用它来检测宇宙飞船的蜂巢式面板和推进仓，提高了检测的可靠性。
1.2.4 在其它领域的应用在医学生物学中，用激光散斑技术研究微血管血流和生物组织具有重要意义。
华中科技大学用激光散斑技术研究了局部肠系膜血流的有效特征，并研究了对散斑时间统计积分，改进了激光散斑成像方法（LSI），提高了空间分辨率。
激光散斑技术还能用于研究水果的腐烂损伤及种子的发育能力等。
在燃烧学和热物理学中，可以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。
第2章激光散斑测量基本理论散斑现象普遍存在于光学成象的过程中，很早以前牛顿就解释过恒星闪烁而行星不闪烁的现象。