【精品】激光散斑检测技术
激光散斑测量讲解
引言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，因此是值得在教学实验中推广的一个实验。
本实验的目的是让学生初步了解激光散斑的特性，学习有关散斑光强分布和散射体表面位移的实时测量方法：相关函数法，通过本实验还可以了解激光光束的基本特点以及CCD光电数据采集系统。
这些都是当代科研和教育技术中很有用的基本技术和知识。
实验原理激光散斑的基本概念：激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体（例如毛玻璃）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，称为激光散斑（Laser Speckles）或斑纹。
如果散射体足够粗糙，这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的（对比度为1）。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的，因此是一种随机过程。
要研究它必须使用概率统计的方法。
通过统计方法的研究，可以得到对散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点的认识。
图1 光散斑的产生(图中为透射式，也可以是反射式的情形)图1说明激光散斑具体的产生过程。
当激光照射在粗糙表面上时，表面上的每一点都要散射光。
因此在空间各点都要接受到来自物体上各个点散射的光，这些光虽然是相干的，但它们的振幅和位相都不相同，而且是无规分布的。
来自粗糙表面上各个小面积元射来的基元光波的复振幅互相迭加，形成一定的统计分布。
由于毛玻璃足够粗糙，所以激光散斑的亮暗对比强烈，而散斑的大小要根据光路情况来决定。
激光散斑测量(中国科大实验讲义,内附重点标注,快速上手!)
实验 激光散斑测量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。
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1.激光散斑的基本概念激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体（例如毛玻璃）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，称为激光散斑（laser Speckles ）或斑纹。
如果散射体足够粗糙，这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的（对比度为1），如图1。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的，因此是一种随机过程。
要研究它必须使用概率统计的方法。
通过统计方法的研究，可以得到对散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点的认识。
图2说明激光散斑具体的产生过程。
当激光照射在粗糙表面上时，表面上的每一点都要散射光。
因此在空间各点都要接受到来自物体上各个点散射的光，这些光虽然是相干的，但它们的振幅和位相都不相同，而且是无规分布的。
来自粗糙表面上各个小面积元射来的基元光波的复振幅互相迭加，形成一定的统计分布。
由于毛玻璃足够粗糙，所以激光散斑的亮暗对比强烈，而散斑的大小要根据光路情况来决定。
散斑场按光路分为两种，一种散斑场是在自由空间中传播而形成的（也称客观散图1 CCD 经计算机采集的散斑图象实验中我们只研究前一种情况。
当单色激光穿过具有粗糙表面的玻璃板，在某一距离处的观察平面上可以看到大大小小的亮斑分布在几乎全暗的背景上，当沿光路方向移动观察面时这些亮斑会发生大小的变化，如果设法改变激光照在玻璃面上的面积，散斑的大小也会发生变化。
激光散斑实验〖精品课件〗
• 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。
• 在医学研究中的应用:非侵入的测量皮肤下微循环的速度。测量心脏 的心动图。利用主观散斑的运动规律对人眼的进行主观验光。
• 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 获得高分辨的图象。
• 利用散斑进行光学图象处理:例如图象相减等。
He-Ne Laser
透镜 毛玻璃
客
观
散 斑
CCD
场
PC
激光的产生
激光工作物质被激活(光、电能等)后产生粒子数反转,发 生受激辐射,能使光得到放大。光在由两片高反射率的 镜片和激活物质组成的谐振腔之间多次的反射形成激 光输出。
高斯光束的形成
以实验室常用的氦氖激光器为例说明: 波长为632.8nm(3.39m、 1.15m)
• 散斑的大小、位移及运动是有规律的,它可以 反映激光照明区内物体及传播介质的物理性 质和动态变化。
激光散斑的现象应用
• 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。
• 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 Fra bibliotek及产品的移动速度。
gC
(x,
y)
1
exp{
(x
d
x
[1 P2 S2
/
(P1)]}exp{
y
d
y
[1 P2 S2
/
(P1)]}
x dx (1 P2 / (P1))
gc
x
实验相关函数的计算
• 利用CCD和采集卡(10moons)得到的是BMP格式的图象 文件,调用程序可以将BMP图象文件转化为两维的数据 文件,也就是得到了CCD面阵所在的这一面积上的光强 的值I(i, j)(i,j=1,2…,N0) 。利用这些值就可以计算散斑 场的归一化样本自相关函数和互相关函数。这些由计 算机完成。
激光散斑的测量
W ( Z ) W0 (1 Z 2 / a 2 )1/2 0.01726 1
S P2 / W
632.8 106 555.0 0.07545mm 1.4816
2. x 和y 的计算
P2 555 x d 1 0.1611mm 1 P 0.03 126.96 1 P2 y d 1 P 0 1
答：由于激光光强起伏周期远大于 CCD 采样的周期，激光器光强时整体下降或 者提升的，最终图像上整体光强大小可能会有变化 6、在本实验中若有一均匀的背景光迭加在散斑信号上，对 S 值的测量有影响 吗？试分析原因。 答：观察面上的光强整体上升了，统计平均值显然会上升，但是不会影响统计分 布。即对拟合没有影响，因此对 S 无影响。
W012
f ' d1
2 01 2 '
50mm
(50 650) 53.55mm 650 2 0.22442 2 (1 ) ( ) 50 632.8nm 50mm
W02 (1
d1 2 W012 2 ) ( ) f' f'
0.22442 0.01726mm 650 2 0.22442 2 (1 ) ( ) 50 632.8nm 50
五．思考题
1、激光散斑测量的光路参数（P1,P2）选择是根据什麽？ 答： 为了得到较好的图像， 一方面需要考虑图像中散斑个数要多已得到的统计数 据比较可信， 另一方面要使散斑图像尽可能地大以获得精确测量。所以实验中需 要调节（P1,P2）兼顾这两个方面，以获得最佳图像 2、为什麽在本实验中散斑的大小用 CCD 象元，而毛玻璃与 CCD 表面的距离可 以用卷尺（最小刻度为 1 毫米）？ 答：CCD 象元由计算机处理，精确度高。有公式 d x
激光散斑检测与三维激光检测
激光散斑检测与三维激光检测专业：测控技术与仪器学号：12081403姓名：黄春萍引言激光的发现进一步扩大了光学技术的应用范围，提高了光学技术在国民经济中的地位。
激光的引入不仅使经典干涉技术开拓了测试范围，也提高了测量精度，而且激光技术大大带动了全息、散斑技术在工程应用方面的进展。
传统的干涉仪只能检测透明介质的性能和检测光学表面的缺陷，而全息、散斑干涉的功能扩展到检测任何粗糙表面的形变、位移等力学特性。
从而为无损检测技术开拓了一条宽阔的发展之路，并大大提高了检测精度、检出率和可信度。
当激光甚至白光自物体表面漫反射，或通过透明散射体时，在散射体附近或表面广场中，可以观察到或照相记录下一种无规则分布的明暗颗粒状斑纹，成为散斑。
近年来发展起来的散斑摄影术和散斑干涉度量术，正是应用了激光的散斑形成一种崭新的光学测量方法，有广泛的应用前景。
一、激光散斑1.激光散斑特性（1）经透镜成像形成的散斑为主观散斑，在自由空间传播形成的散斑是客观散斑（2）散斑的大小，位移及运动是有规律的，它可以反映激光照明区域内物体及传播介质的物理性质和动态变化。
（3）随机过程，统计方法研究散斑的强度分布，对比度和大小分布等。
2.散斑的概念及研究方法激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体（例如毛玻璃）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，称为激光散斑（laser Speckles）或斑纹。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的，因此是一种随机过程。
要研究它必须使用概率统计的方法。
通过统计方法的研究，可以得到对散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点的认识。
3. 散斑的成因及散斑的类型在光场通过自由空间传播的条件下，从可见光波长这个尺度看，物体的表面一般都很粗糙，这样的表面可以看作是由无规分布的大量面元构成。
当相干光照明这样的表面时，每个面元就相当于一个衍射单元，而整个表面则相当于大量衍射单元构成的“位相光栅”。
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。
7第七章激光检测技术
U r ( r ) = ur (r )eiϕr
2 I ( r ) = u0 + ur2 + 2uo ur cos(ϕo − ϕ r )
U 0' (r ) = u0 (r )ei (ϕ0 −δ )
2 I ' ( r ) = u0 + ur2 + 2uour cos(ϕo − ϕ r − δ )
I = I ' (r ) − I (r )
机械工程学院 机械装备及控制系 11
激光散斑检测技术
电子错位散斑干涉术
IT = I − I ' = 4a 2 sin(ϕ x + ∆x ∆ ) sin x ) 2 2
从上式光强分布公式可知，图像存在高频散斑的调 制，因此需要采用滤波技术提高图像质量。 每个条纹的位移导数为： ∂w λ = ∂x 2δ x 特点：光路简单、对隔 振要求低、测量位移导 数时能自动去除刚体位 移、对缺陷受载后的应 变集中十分灵敏。
f 2( x) = [cos( f (i, j ) ×
2π 255 ) + 1] × 255 2
将得到的正弦图和余弦图分别进行加权滤 波，再将滤波后的正余弦图像合并成一幅 图。左下图为相位滤波后的图像，明显的感 觉比较平滑且边缘效果保持的较好。
机械工程学院 机械装备及控制系
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机械工程学院 机械装备及控制系
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ESPI无损检测技术
电子散斑干涉技术（ESPI）是结合全息干涉和散斑干涉技术，利 用电子成像技术和计算机图像处理技术，发展起来的一种现代光 测方法。 它具有全场、非接触，高精度和高灵敏度，不避光，不照相，不 需要特殊防震，快速实现并可在线检测等优点。 激光干涉适合于检测离面位移；散斑干涉适合于检测面内位移。 电子散斑干涉技术两者兼顾。
激光散斑测量(中国科大实验讲义)
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一维自相关函数图
实验曲线
拟合曲线
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一维互相关函数图
实验曲线
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激光散斑实验
什麽是激光散斑现象? 激光散斑现象的特点
激光散斑的应用 散斑测量实验的内容 数据处理的方法和结论
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1
什麽是激光散斑现象?
• 当一束激光照射到具有漫射特性的粗糙表面 上时，在反射光的空间中用一个白色的屏去 接收光总可以看到一些斑点。这就是激光散 斑现象。
• 经透镜成象形成的散斑是主观散斑 。在自由 空间传播形成的 散斑叫做客观散斑。
xdx(1P 2/(P 1))
gc
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x
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实验相关函数的计算
• 利用CCD和采集卡（10moons）得到的是BMP格式的图 象文件，调用程序可以将BMP图象文件转化为两维的 数据文件，也就是得到了CCD面阵所在的这一面积上 的光强的值I（i, j）(i,j=1,2…,N0) 。利用这些值就可以 计算散斑场的归一化样本自相关函数和互相关函数。 这些由计算机完成。
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6
由激光器出射的高斯光束
d
2W0
d=250mm ，=0.0006328mm ，w0=0.2244mm
d 1 w0 ( ) 2
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高斯光束的复振幅表达式：
I I0
W0 0.135I0
u ( x , y , z ) A exp[ ik ( x y ) ] q(z)
S P W
使用激光散斑仪检测物体表面粗糙度的技术介绍
使用激光散斑仪检测物体表面粗糙度的技术介绍随着科学技术的不断发展，精确测量物体表面粗糙度的需求也日益增加。
在工业生产和科研领域中，我们经常需要对材料表面进行粗糙度的测量和分析，以确保产品的质量或研究物体表面的特性。
而使用激光散斑仪来进行粗糙度测量则是一种常见而有效的方法。
激光散斑仪是一种利用激光光源和散斑原理进行测量的仪器。
它通过对物体表面反射的激光光束进行观测，获得散斑图像，并通过对图像的分析来得到物体表面的粗糙度信息。
激光散斑仪的原理相对简单，但其在粗糙度测量中的应用却非常广泛。
在进行粗糙度测量时，首先需要将待测物体放置在激光光束的照射下。
激光光源发出的光束照射到物体表面上，并在表面上产生散斑图像。
这些散斑图像包含了物体表面的微小结构和细节信息。
然后，激光散斑仪通过摄像机或光电二极管等感光元件，将散斑图像转化为电信号。
接下来，电信号被传送到计算机等数据处理设备进行图像处理和分析。
在图像处理和分析过程中，可以利用散斑图像的尺度变化和灰度分布等特征来计算物体表面的粗糙度。
通常，粗糙度的评价参数有均方根值（Ra）、最大峰值高度（Rz）、平均峰值高度（Rp）等。
这些参数可以通过对散斑图像的灰度分布进行统计和计算来得到。
与传统的粗糙度测量方法相比，使用激光散斑仪进行测量具有许多优势。
首先，激光散斑仪可以对各种不同材料的表面进行测量，包括金属、陶瓷、塑料等。
其次，激光散斑仪能够实现非接触测量，无需对物体进行接触或破坏。
这对于某些对表面质量要求严格的物体来说尤为重要。
此外，激光散斑仪的测量速度快，可以实时获取粗糙度信息，并且可以进行自动化控制和数据分析。
激光散斑仪不仅在工业生产中有着广泛的应用价值，还在科学研究领域发挥着重要的作用。
在材料科学、光学、表面物理学等领域中，对物体表面粗糙度的测量和分析是不可或缺的一部分。
激光散斑仪提供了一种快速、准确的非接触式测量方法，为研究人员提供了便利。
总之，使用激光散斑仪进行物体表面粗糙度测量是一种简便、准确、快速的方法。
激光散斑检测原理
激光散斑检测原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊激光散斑检测原理这个神奇的玩意儿。
你说激光散斑检测原理像不像一个超级侦探？它能发现好多我们肉眼看不到的小秘密呢！想象一下，一束激光照过去，就好像是这个侦探打开了它的超级放大镜，开始仔细观察每一个细节。
那这激光散斑到底是咋回事呢？其实啊，就好比我们照镜子，当激光照到物体表面的时候，会因为表面的不平整啊之类的原因，形成好多小小的亮点，这些亮点就是散斑啦！这些散斑可不是随便出现的哦，它们就像是给我们传递信息的小使者。
那怎么通过这些散斑来检测呢？这可就有意思啦！我们可以通过分析这些散斑的各种特征，比如说它们的分布啊、亮度啊等等，来了解物体的各种情况。
这就好像我们通过一个人的言行举止来判断他的性格和状态一样。
比如说，在一些工业生产中，我们可以用激光散斑检测原理来检测材料是不是有缺陷。
这多重要啊，要是材料有问题，那生产出来的东西质量能好吗？这就好像盖房子，要是砖头有裂缝，这房子能牢固吗？
在医学领域呢，也能派上大用场哦！可以检测人体组织的健康状况呢。
哎呀，你说神奇不神奇？
而且啊，激光散斑检测原理还特别灵敏，一点点小变化都能被它察觉到。
这就像是一个特别敏锐的卫士，任何风吹草动都逃不过它的眼睛。
它还很方便呢，不需要对物体进行太多的预处理，直接就能开始检测。
这多省事啊，不用大费周章地去准备一堆东西。
总之呢，激光散斑检测原理真的是个了不起的东西。
它就像一个默默无闻却又超级厉害的幕后英雄，在各个领域发挥着重要的作用。
我们的生活中好多地方都有它的功劳呢，我们可不能小瞧了它呀！是不是很有趣呢？大家可一定要好好了解了解它哦！。
激光散斑测量实验报告
实验报告陈杨 PB05210097 物理二班实验题目:激光散斑测量实验目的:了解单光束散斑技术的基本概念，并应用此技术测量激光散斑的大小和毛玻璃的面内位移。
实验内容：本实验中用到的一些已知量：(与本次实验的数据略有不同)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会聚透镜的焦距f’=50mm激光出射口到透镜距离d1=650mm透镜到毛玻璃距离=d2+P1=150mm毛玻璃到CCD探测阵列面P2=550mm毛玻璃垂直光路位移量dξ和dη， dξ=3小格=0.03mm，dη=0光路参数：P1=96.45mm ρ(P1)=96.47mm P2= 550mm dξ=3小格=0.03mm （理论值）数据及处理：光路参数：P1+d2=15cmP2=52.5cmd1=激光出射口到反射镜的距离+反射镜到透镜距离=33.6+28.5=62.1cm f ’=5cm d=250mm λ=632.8nm(1)理论值S 的计算：经过透镜后其高斯光束会发生变换，在透镜后方形成新的高斯光束 由实验讲义给的公式：2'2012'11''2)()1(d f W f d d f f λπ+---= πλd W 01= 201W d πλ=代入数据，可得：''121221''12222010222222101102d 15(1)()562.11559.6332439.63362.12515511f d f cm P d d f fcm cmP cm cm cm cmcm cm cm cm dW W d d W d f f f f W λππλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭-=-=--+-=-+=≈-+==-+-+=可得由公式-31.80010cm ≈⨯此新高斯光束射到毛玻璃上的光斑大小W 可以由计算氦氖激光器的高斯光束的传播特性得到：221/2302022222122112111()(1/)250.16162.12511550.161()19.63319.6349.6339.6331.8001010.1W W a W d cma cmcm cm d d cm cm f f a cm P P cm cm cm P cm P P cm πλρ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+===≈-+-+=+=⨯+≈=⨯⨯+1/220.10861cmcm ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭≈可以求得散斑的统计半径S ：372632.81052.5cm /9.792100.108cm cm S P W cmλππ--⨯⨯==≈⨯⨯(2)实验值的计算： 组数 Sx/像素 Sy/像素 r S=(S x +S y )/2 1 7.74 8.57 11 8.16 2 7.67 9.00 13 8.38 3 7.53 8.71 12 8.12 4 7.10 8.32 10 7.71 5 7.50 8.46 10 7.98 67.468.37107.92618.056i i S S ===∑像素=112.7μm则S 理论值和实验值得相对误差为:-S 11.27-9.792100%=100%15.1%S 9.792S η=⨯⨯=理论实验理论照在毛玻璃上激光光斑的平均半径:2252.5=632.8nm cm 3.14112.7938.329.3810cm P w m m Sλμμπ-=⨯÷÷==⨯ 则W 的理论值和实验值得相对误差为:9.38-10.8100%=100%13.1%10.8w w w η-=⨯⨯=理论实验理论(3)求出毛玻璃的平均实际位移量 61162246i i d d m ξξμ====∑像素0d η=毛玻璃的平均实际位移量2122434.71()152.5/9.634d mx m P P cm cm ξμμρ∆===++本实验中，调整光路是最关键的一步。
【精品】激光散斑检测技术
【关键字】精品《无损检测导论》课程论文激光散斑检测技术在航空领域的应用一、应用背景复合材料在航空、航天、兵器、船舶、汽车、建筑、医疗、制药、压力容器、橡胶工业等行业中占的比例越来越大，然而复合材料在生产和使用过程易产生开胶、分层、冲击损伤、渗水、蜂窝变形等缺陷，缺陷的扩展给装备带来安全隐患。
目前国内复合材料的检测普遍采用落后的敲击法、超声波、声阻检测方法，这些方法普遍存在灵敏度低、对操作者要求高、缺陷难以定量和定位、检测速度慢等问题。
国外普遍采用先进的激光错位散斑成像无损检测技术，不仅检测灵敏度高，缺陷可以直观数码成像，还可以精确测量缺陷的尺寸、位置，操作简捷方便、速度快，成为复合材料生产或现场无损检测专门解决方案。
成立于1977年的美国激光技术有限公司(LTI)是世界激光散斑成像无损检测技术的领导者，其激光散斑成像技术克服了其它检测手段和早期激光干涉检测技术的许多瓶颈和局限，广泛应用于飞机、火箭、卫星、导弹、舰船、飞船、装甲等生产或在役检测，在实践中证实了巨大的成本效益和超强的无损检测能力。
二、发展激光散斑检测技术于八十年代初期开始应用于无损检测领域，纵观激光检测技术的发展历史,经历了几个发展阶段。
20世纪80年代,出现了激光全息技术,虽具有灵敏度高的优点,也存在着干版化学处理繁琐、必须在隔振台和一定暗室条件下才能工作的缺点。
通过CCD摄像机取代干版、隔振性能改善等一系列改进,出现了电子散斑干涉技术(ESPI),但其还不能适应现场检测的需要,目前已进入到激光错位散斑技术 (shearography)时代。
激光错位散斑干涉技术该技术具有全场性、非接触、无污染、高精度和高灵敏度、快速实时检测等优点适用于蜂窝夹层结构、橡胶轮胎、复合材料粘结质量的检测，并已在航空、航天、汽车和建筑等领域得到了广泛的应用三、基本原理激光错位散斑干涉也称剪切散斑，是在单光束散斑干涉的基础上，利用有一定角度的玻璃光楔使得成像平面上造成特定的错位，在照相干板得到双曝光错位散斑图，再以适当的光路布置显现出条纹进行分析通过被检物体在加载前后的激光散斑图的叠加，从而在有缺陷部位形成干涉条纹。
激光散斑测量实验报告
激光散斑测量实验报告实验报告一、引言二、实验仪器和原理实验仪器：激光、透镜、狭缝、幕布、尺子、直尺实验原理：1.激光散斑现象：当激光通过光学元件后，由于光的波动性，光束经过屏幕成为一幅杂乱无章的亮暗交替、相互交错的斑图，这种图案被称为散斑。
散斑的出现是由于光的相位随机分布所导致的，故散斑图案是一种统计性质的成像效应。
2.透镜焦距的测量：当激光通过透镜时，如果透镜的焦距为f，则在焦距前后的位置，散斑图案会有明显的变化。
通过观察焦距前后散斑的大小和形状，可以确定透镜的焦距。
3.狭缝宽度的测量：当激光通过狭缝时，经狭缝后的散斑会变得更加明显。
通过观察狭缝前后散斑的大小和形状，可以确定狭缝的宽度。
三、实验步骤1.将激光照射到透镜上，观察透镜前后的散斑图案。
2.移动屏幕，找到焦距前后的位置，观察散斑图案的变化。
3.测量透镜到焦距前后的距离，计算出焦距。
4.将狭缝放在激光路径上，观察狭缝前后的散斑图案。
5.测量狭缝前后散斑的距离，计算出狭缝的宽度。
四、实验结果及数据处理1.透镜焦距的测量：透镜到焦距前后的距离为d1和d2，焦距为f，根据几何关系可得：1/f=1/d1+1/d2根据测量数据计算得到透镜焦距为f = xx mm。
2.狭缝宽度的测量：狭缝前后散斑的距离为l，透镜到屏幕的距离为D，根据几何关系可得：d=f*l/D根据测量数据计算得到狭缝宽度为d = xx mm。
五、实验讨论1.实验中使用的激光是否满足单色条件？可以通过观察散斑图案的颜色变化进行判断。
2.实验中是否考虑了折射和衍射对散斑图案的影响？3.实验中使用的透镜和狭缝是否满足理想条件？是否考虑了它们的光学畸变？5.实验中的结果是否与理论值相符？如果不符合，可能的原因是什么？六、结论通过激光散斑测量实验，测量得到了透镜的焦距和狭缝的宽度。
实验结果表明，激光散斑测量是一种简便有效的方法，可以用来测量光学元件的性能参数。
同时，实验中也发现了一些实验中需要注意的问题，并提出了一些改进的建议。
激光散斑实验报告
一、实验目的1. 了解激光散斑成像原理和实验方法；2. 掌握激光散斑成像系统操作和数据处理；3. 分析实验结果，验证激光散斑成像技术在图像处理中的应用。
二、实验原理激光散斑成像技术是一种非接触、非侵入性的成像技术，通过分析激光照射在散射介质上产生的散斑图案，可以得到散射介质的二维速度分布图。
实验中，利用激光照射被测物体，被测物体表面反射的光线经过散斑形成，通过图像采集系统获取散斑图像，进而进行图像处理和分析。
三、实验仪器与材料1. 激光散斑成像系统：包括激光器、分光器、透镜、光电倍增管等；2. 被测物体：具有一定速度分布的物体；3. 图像采集卡、计算机、图像处理软件等。
四、实验步骤1. 连接激光散斑成像系统，调试激光器；2. 将被测物体放置在实验平台上，调整物体位置和角度；3. 开启激光器，调整激光束的入射角度和功率；4. 启动图像采集卡，记录散斑图像；5. 利用图像处理软件对散斑图像进行预处理、滤波、边缘检测等操作；6. 对预处理后的图像进行散斑分析，得到二维速度分布图；7. 分析实验结果，验证激光散斑成像技术在图像处理中的应用。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，激光散斑成像系统能够稳定地获取散斑图像；2. 通过图像处理软件对散斑图像进行预处理，去除噪声和干扰；3. 对预处理后的图像进行散斑分析，得到二维速度分布图；4. 实验结果表明，激光散斑成像技术在图像处理中具有较高的准确性和可靠性；5. 激光散斑成像技术可以应用于生物医学、材料科学、工业检测等领域。
六、实验结论1. 激光散斑成像技术具有非接触、非侵入性、快速成像等优点，适用于多种场景下的图像处理；2. 通过实验验证，激光散斑成像技术在图像处理中具有较高的准确性和可靠性；3. 本实验为激光散斑成像技术在图像处理中的应用提供了实验依据。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意调整激光器功率和入射角度，确保散斑图像质量；2. 对散斑图像进行预处理时，合理选择滤波方法和参数，以去除噪声和干扰；3. 在散斑分析过程中，注意选择合适的分析方法和参数，以提高二维速度分布图的准确性。
激光散斑实验实验报告
激光散斑实验实验报告激光散斑实验实验报告激光散斑实验是一种常见的光学实验，通过观察激光光束在不同表面上的散斑图案，可以对光的传播和干涉现象进行研究。
本次实验旨在通过观察激光在不同材料上的散斑图案，探究光的干涉现象以及不同材料对光的作用。
实验装置主要由激光器、透镜、光屏和不同材料的样品组成。
首先，我们将激光器调整至合适的工作状态，确保激光光束的稳定和垂直度。
然后，将透镜放置在激光光束的路径上，调整透镜的位置和焦距，使得光束能够在光屏上形成清晰的散斑图案。
在实验过程中，我们使用了不同材料的样品，包括透明材料如玻璃和塑料，以及不透明材料如金属和纸张。
通过将这些样品放置在激光光束的路径上，我们可以观察到不同材料对激光的散斑效应。
实验中，我们将透明材料放置在光屏上方，而不透明材料则放置在光屏下方，以便观察到不同材料的散斑图案。
观察散斑图案时，我们可以看到一系列明暗相间的环形或条纹状图案。
这些图案是由于光的干涉所产生的。
当激光光束经过透明材料时，光的传播速度和路径会发生变化，从而导致光的相位发生变化，最终形成干涉图案。
而当激光光束经过不透明材料时，光的传播会受到材料的吸收和散射，从而形成不同的散斑效应。
通过实验观察，我们可以发现不同材料对激光的散斑效应有着不同的影响。
透明材料如玻璃和塑料会产生明亮的环形散斑图案，而不透明材料如金属和纸张则会产生暗纹或条纹状的散斑图案。
这是因为透明材料对光的传播影响较小，而不透明材料则会吸收和散射光线，从而产生干涉效应的差异。
除了观察不同材料的散斑图案，我们还可以通过调整透镜的位置和焦距，改变激光光束的直径和聚焦效果，进一步研究光的干涉现象。
通过调整透镜的位置，我们可以观察到散斑图案的变化，从而了解光的传播和聚焦的特性。
综上所述，激光散斑实验是一种重要的光学实验，通过观察激光在不同材料上的散斑图案，可以研究光的传播和干涉现象。
通过实验，我们可以了解不同材料对光的作用以及透镜的调节对散斑图案的影响。
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。
激光散斑的测量实验
激光散斑的测量实验一、计算机的故障及排除方法：现象：打开计算机，计算机发出报警声。
原因：(1) 内存条或显卡松动。
(2) 系统部分文件残损。
排除方法：(1) 打开主机盖，拔下内存条和显卡，用擦皮擦一下接口的地方，再用劲插上，同时将其它的插条也顺便检查一下。
(2) 补装部分系统文件，如不行，将C盘格式化，重装系统文件。
二、CCD的故障及排除方法：现象：CCD不工作。
原因：(1) 在做实验的过程中，CCD处于开机状态时，大范围移动了CCD，CCD受到震动，一时恢复不了平稳状态，采集不到像点。
(2) 计算机主机内的采集卡松动。
(3) 采集卡系统文件缺损，造成采集卡不能工作。
排除方法：(1) 关闭CCD电源，关闭计算机，稍等几分钟再开。
(2) 打开计算机主机盖，将采集卡拔下，用擦皮擦一下接口处，再用劲插上。
(3) 重新安装采集卡系统文件。
[注意] 做实验时，光路摆好后才能打开CCD，不要将激光光束直接照在CCD 表面上，同时也不要长时间暴露在白光灯下，做完实验应及时将盖子罩上。
三、CCD数据处理的故障及排除方法：1. 现象：用自相关函数程序计算出的散斑半径Sx、Sy数值相差太远。
原因：光路不共轴。
排除方法：学会调节共轴。
先调激光器水平，激光束经反射镜直射CCD盖子上的十字叉中心；然后将透镜插入光路中，光束经透镜中央，以十字叉中心光斑为圆点扩束。
2. 现象：(1) 用互相关函数程序计算出的散斑位移量△x为零，△y有很大位移量。
(2) 用互相关函数程序计算出的散斑位移量△x为一定数值，△y也有位移量。
原因：(1) 磁性表座没有锁住；或千分头没有顶住调整架端面且实验桌有震动；或调图的次序错误。
(2) 在拍图片时，实验桌有震动。
排除方法：(1) 光路调节好，一定要将所有的磁性表座全部锁住，防止震动；在旋千分头时，千分头要顶住调整架端面，并且按同一个方向旋转，避免螺距差；在进行数据处理时，如果是顺时针旋转千分头，在做互相关计算时，是后一幅图和前一幅图比较，如果是逆时针旋转千分头，是前一幅图和后一幅图比较。
激光散斑技术在光学系统中的应用
激光散斑技术在光学系统中的应用光学系统是指利用光学原理设计、制造和应用各种光学元件和系统的技术领域。
光学系统在工业、医学、军事等领域具有广泛的应用，以其高效、精确、可靠等特点，得到了人们的广泛青睐。
而激光散斑技术则是光学系统在测量、检测、成像等方面的重要手段之一。
本文将从激光散斑技术在光学系统中的基本原理、应用范围以及发展趋势等方面进行探讨。
一、基本原理激光散斑技术是指利用激光束通过一定的装置形成呈锥状散射的光斑，通过观察光斑在空间中的形态及其变化，对材料的表面形态和微观结构等进行测量和分析的技术。
其基本原理是激光束照射到物体表面，深度位移不同的表面反射的光强度不同，在背景上形成一张干涉图像，然后通过计算机进行图像处理，提取出物体表面的形态信息。
二、应用范围激光散斑技术在光学系统中的应用非常广泛，下面我们分别阐述一些典型的应用领域。
1.表面形态测量激光散斑技术可以用来测量各种工件的表面形态，比如机械零件、半导体器件、光学元件等。
通过测量这些物体的表面形态，不仅可以检测其制造过程中的缺陷和误差，而且还可以为后续的加工和质量检测提供依据。
2.微观结构分析激光散斑技术可以实现对微观结构的非接触式、快速、精确的测量和分析。
比如可以用激光散斑技术对微型机械系统（MEMS）中的零件进行形状、表面粗糙度等参数的测量。
这对于研究微观加工技术和制造质量的提高有着重要的意义。
3.成像技术激光散斑技术也可以用来进行成像。
在工业生产中，激光散斑成像技术可以用来对微型器件进行三维重建，分析其内部结构；在医学领域，激光散斑成像技术可以用来对眼底、心脏等内部结构进行无创成像，具有很大的潜力。
三、发展趋势随着科学技术的不断发展和进步，激光散斑技术也在不断完善和更新，其发展趋势主要有以下几个方面：1.提高测量精度目前，激光散斑技术已经可以实现亚微米量级的表面形态测量，但是在一些高精度领域，比如半导体器件的制造和MEMS制造等，还有很大的提升空间。
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。
基于激光散斑技术的白内障诊断装置研究进展
基于激光散斑技术的白内障诊断装置研究进展激光散斑技术是一种先进的光学测量技术，已经在白内障的诊断和治疗领域中得到广泛应用。
本文将探讨基于激光散斑技术的白内障诊断装置的最新研究进展。
白内障是一种常见的眼部疾病，由于水晶体的混浊导致视力下降。
传统的白内障诊断方法包括眼底检查、视力测试和A/B超声波检查。
然而，这些方法无法提供关于白内障的详细信息，如病程、类型和严重程度。
因此，研究人员开始探索使用激光散斑技术来改善白内障的诊断。
激光散斑技术利用光的散射现象，通过测量散射的光束的特征来获取样本的信息。
在白内障诊断中，激光散斑技术可以用于评估水晶体的结构和光学特性，从而确定白内障的类型和严重程度。
它可以测量散射的光强度、散射的方向和散射的程度，无需接触患者的眼部，非常方便和安全。
在最新的研究中，科学家们通过优化激光散斑技术的参数和使用先进的图像处理算法，取得了巨大的进展。
他们成功地开发出了一种高分辨率的白内障诊断装置，可以实时获取患者眼部的散斑图像，并自动分析和诊断白内障的类型。
这种装置具有高灵敏度和准确性，可以在早期阶段发现和诊断白内障。
此外，研究人员还将激光散斑技术与其他新兴技术相结合，如光学成像和机器学习算法。
通过将激光散斑图像与眼睛模型对比，他们能够获取关于白内障的更多详细信息，如白内障的形状、大小和位置。
机器学习算法可以通过分析大量的白内障图像数据来提高白内障诊断的准确性和效率。
尽管基于激光散斑技术的白内障诊断装置在研究中取得了显著的进展，但仍存在一些挑战和限制。
首先，装置的成本较高，限制了其在临床中的广泛应用。
其次，装置的体积较大，需要专门的设备和空间。
此外，对于特定类型的白内障，装置的准确性和可靠性仍有待改进。
综上所述，基于激光散斑技术的白内障诊断装置在白内障的诊断和治疗中具有巨大的潜力。
通过不断优化装置的参数和结合其他新兴技术，科学家们正在努力提高装置的准确性和可靠性。
随着技术的不断进步和应用的推广，相信基于激光散斑技术的白内障诊断装置将成为白内障诊断的重要工具，为患者提供更好的眼部健康服务。
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【关键字】精品
《无损检测导论》
课程论文
激光散斑检测技术在航空领域的应用
一、应用背景
复合材料在航空、航天、兵器、船舶、汽车、建筑、医疗、制药、压力容器、橡胶工业等行业中占的比例越来越大，然而复合材料在生产和使用过程易产生开胶、分层、冲击损伤、渗水、蜂窝变形等缺陷，缺陷的扩展给装备带来安全隐患。
目前国内复合材料的检测普遍采用落后的敲击法、超声波、声阻检测方法，这些方法普遍存在灵敏度低、对操作者要求高、缺陷难以定量和定位、检测速度慢等问题。
国外普遍采用先进的激光错位散斑成像无损检测技术，不仅检测灵敏度高，缺陷可以直观数码成像，还可以精确测量缺陷的尺寸、位置，操作简捷方便、速度快，成为复合材料生产或现场无损检测专门解决方案。
成立于1977年的美国激光技术有限公司(LTI)是世界激光散斑成像无损检测技术的领导者，其激光散斑成像技术克服了其它检测手段和早期激光干涉检测技术的许多瓶颈和局限，广泛应用于飞机、火箭、卫星、导弹、舰船、飞船、装甲等生产或在役检测，在实践中证实了巨大的成本效益和超强的无损检测能力。
二、发展
激光散斑检测技术于八十年代初期开始应用于无损检测领域，纵观激光检测技术的发展历史,经历了几个发展阶段。
20世纪80年代,出现了激光全息技术,虽具有灵敏度高的优点,也存在着干版化学处理繁琐、必须在隔振台和一定暗室条件下才能工作的缺点。
通过CCD摄像机取代干版、隔振性能改善
等一系列改进,出现了电子散斑干涉技术(ESPI),但其还不能适应现场检测的需要,目前已进入到激光错位散斑技术 (shearography)时代。
激光错位散斑干涉技术该技术具有全场性、非接触、无污染、高精度和高灵敏度、快速实时检测等优点适用于蜂窝夹层结构、橡胶轮胎、复合材料粘结质量的检测，并已在航空、航天、汽车和建筑等领域得到了广泛的应用
三、基本原理
激光错位散斑干涉也称剪切散斑，是在单光束散斑干涉的基础上，利用有一定角度的玻璃光楔使得成像平面上造成特定的错位，在照相干板得到双曝光错位散斑图，再以适当的光路布置显现出条纹进行分析
通过被检物体在加载前后的激光散斑图的叠加，从而在有缺陷部位形成干涉条纹。
由于是利用物体表面反射的光通过棱镜后产生的微小剪切量形成散斑干涉图，不需要参考光路，因此外界干扰的影响小，检测时不需要防震工作台，便于在现场使用。
随着激光散斑测量技术的发展，采用CCD摄像机输出干涉图像信号，省去了显影定影等繁杂的湿处理手续，大大提高了检测效率，同时可直接将输出的数字化信号与计算机连接，自动处理，并可在计算机屏幕上实时观察到干涉图形，现场应用十分方便。
散斑检测和全息检测一样，都是大范围、非接触、高精度的检测方法。
目前高分辨率的激光散斑检测系统可检测出91．4cm视场范围内大小仅o．64cm的机身脱胶缺陷，用于登机检测的便携式激光散斑摄像器最轻重量仅有141．8g[3|。
散斑技术在飞机机身及部件的现场检测、火箭壳体和衬套的分层缺陷检测、复合材料的检测等方面都有广泛应用。
激光散斑检测技术(Laser Shearography tes-ting)是利用激光干涉原理,测量物体表面的离面位移,通过选用适当的加载方式(加热、真空、加压振动等),使激光超声检测复杂型面零件缺陷处产生与正常部位不一样的离面位移,从而在检测图像中显示出来,其机理如图1所示。
具有非接触检测、微米级能可靠检测、变形信息二维实时显示、能检测出紧贴性脱粘缺陷、高灵敏度和高效率的优点。
四、应用
激光散斑检测技术已在航空工业中得到广泛应用,据美国LTI公司介绍,该公司的激光散斑系统在世界范围内已经安装使用了450套,主要用于复合材料结构缺陷的检测。
如夹层结构的脱粘、层板结构的分层、蜂窝芯格变形、拼接裂纹、气泡、冲击或撞击损伤、渗水、腐蚀和外来物等。
激光散斑检测技术除了可以测量物体的位移（包括内位移）、应变以外，还可用于无损检测、物体表面粗糙度测量、塑形区测量、振动测量、纹间位移场测量等。
目前高分辨率的激光散斑检测系统可检测出91.4 cm视场范围内大小仅0.64 cm的机身脱胶缺陷,激光散斑检测技术应用实例如图2所示。
1、热加载多层粘接层压板的检测：
2、热加载蜂窝结构的检测：
3、压力加载复合材料缠绕高压容器的检测：
4、真空加载泡沫夹心复合材料检测：
5、钢瓶一橡胶粘接检测：
五、多种形式的激光散斑成像检测设备
l、生产型检测系统：生产型固定式激光散斑无损检测系统在航空、航天、造船、压力容器等领域得到了广泛的应用，并且可以根据具体检测需求进行定制。
2、便携式检测系统：便携式激光散斑检测系统既适合于生产或修理车间，也适合外场或现场对复合材料进行无损检测：
值得注意的是由于该技术是通过表面变形检测缺陷的,某些加载方式有时会使被测缺陷产生异常变形,因此,如有可能,应先采用材料力学性能数据预测可检测性。
六、检测工艺
以激光错位散斑干涉技术对预置脱粘缺陷的铝蜂窝结构样件进行无损检测为例说明激光散斑检测过程。
检测仪器
采用LTI-5100HD激光错位散斑检测系统对试样进行检测，该系统主要包括了CCD相机，加载装置，激光器，控制台四部分。
其中CCD相机为LTI-5100HD数字激光剪切散斑相机，激光光源为He-Ne激光，波长λ=532nm，能量为150mV。
装置如图2所示：
被检测东西
本实验检测东西为根据航标HB5461-1990《金属蜂窝胶接结构缺陷类型及试块》制造的蜂窝结构标样件[5]，大小为450mm×330mm，蒙皮材料为铝，蒙皮厚度为0.4mm，蜂窝芯材料为铝。
对样件预置圆形人工缺陷，直径分别为10mm、15mm、20mm、30mm四种规格，预制缺陷分为四种类型的脱粘缺陷：
第一排为上贴膜伤：在蒙皮和胶膜之间加一层聚四氟乙烯膜，模拟蒙皮与胶膜之间紧贴型脱粘；
第二排为去膜下陷伤：去除蒙皮与蜂窝芯子之间的胶层，并将蜂窝下压2mm，模拟胶膜与蜂窝之间有间隙型的脱粘缺陷；
第三排为下贴膜伤：在蜂窝与胶层之间加一层聚四氟乙烯膜，模拟胶膜与蜂窝之间紧贴型脱粘；
第四排为下陷加膜伤：将蜂窝芯下陷2mm，并在蒙皮与蜂窝间加两层聚四氟乙烯膜，模拟胶膜与蜂窝之间有间隙型的脱粘缺陷。
其中聚四氟乙烯膜的厚度为0.02mm，胶层厚度为0.15~0.02mm。
四种类型、四种直径，共计16个模拟脱粘缺陷。
检测过程
选取参数：激光错位散斑检测常用的加载方式有热加载、压力加载、真空加载、振动加载等。
因为检测东西为铝蜂窝，针对其导热性和热膨胀系数较高等性能，用热加载会取得比较理想的变形效果，本试验选取热加载方式对试件进行检测，
首先在物体加载前获取一幅错位散斑干涉图，随后获取加载后的错位散斑图，两图进行组合运算得出相位图并进一步处理，得出检测结果如图3所示：
七、激光散斑无损检测优点
1实时、全场、非接触；
2无害、无需水或其它介质，对环境没有污染；
3 检测分辨率和灵敏度高，可达微米级；
4更高的检测效率，是超声等其他检测的2.5到120倍；
5对结构无特定要求，可检测复杂型面（平面和曲面均可）；
6检测结果直观、易读，可以精确定位缺陷大小、位置；
7检测不受外界条件的影响，可在外场或车间等工业现场
8自动化处理、可安装在监测和生产线上
9操作流程简单方便，软件自动化程度高；
八、常用复合材料检测精度
1. 通过大量实际工程检测发现，针对碳纤维层压板，LNDT-200型检测仪可检测出厚度为0-4 mm范围内的层压板内部Φ5mm的缺陷；针对碳纤维层压板粘接结构，可检测出厚度为0-8mm 范围内Φ5mm的缺陷。
2. 通过大量实际工程检测发现，针对铝蒙皮铝蜂窝结构，LNDT-200型检测仪可检测出蒙皮厚度为0-2mm范围内，蜂窝芯厚度为0-60mm的产品内部Φ5mm的缺陷（蒙皮与蜂窝的粘接缺
陷）；针对碳纤维蒙皮或玻璃纤维蒙皮的Nomex蜂窝层结构，可检测出蒙皮厚度0-4 mm，蜂窝芯厚度为0-50 mm的产品内部Φ5mm的缺陷（含：蒙皮内部分层缺陷和蒙皮与蜂窝的粘接缺陷）。
3. 通过大量实际工程检测发现，针对碳纤维蒙皮或玻璃纤维蒙皮泡沫夹芯材料，可检测出蒙皮厚度0-4mm，泡沫夹心厚度为0-50mm的产品内部Φ5mm的蒙皮内部分层缺陷和Φ10mm的蒙皮与泡沫粘接的缺陷。
九、发展趋势
随着技术的进步，对材料的要求越来越高，传统的材料已经不能满足使用需求，复合材料因有很好的综合性能将越来越多地运用，未来的航空器除一些重要动力结构零件外，大部分的零件将使用复合材料，所以复合材料的检测成为一个重要环节，激光散斑干涉技术非常适合复合材料的检测，由于其优越性，激光散斑干涉技术将成为复合材料的最佳检测方法。
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