WSG-1电子散斑干涉实验装置

目录

一、规格与主要技术指标 (1)

1.1规格 (1)

1.2主要技术指标 (1)

二、基本原理 (1)

2.1实验目的 (1)

2.2光源 (1)

2.3测量离面位移方法的基本原理 (2)

三、安装 (2)

3.1开箱 (2)

3.2实验装置 (3)

3.3仪器的摆放和实验的测量 (4)

四、软件的安装和使用 (4)

4.1软件的安装 (4)

4.2软件的使用和各菜单的功能 (5)

4.3实例 (9)

五、技术服务帮助 (15)

一、规格与主要技术指标

1.1规格

He-Ne激光器及电源 1套分束镜（半透半反镜） 1片平面反射镜 1片（f=6.2mm） 1片扩速镜L

1

（f=100mm） 1片准直镜L

2

（f=50mm） 1片聚焦透镜Ｌ

３

偏振片 2片偏振片架SZ-41-24 1个被测物品 1个SZ-07二维调整架 4个SZ-02二维底座 1个SZ-03一维调座 2个SZ-04公用底座 6个SZ-11二维调整台 1个物品架 1个CCD黑白摄像机（带电源） 1台采集卡 1个图像处理软件 1张采集卡驱动程序及图形采集软件 1张

1.2主要技术指标

调整架光学中心高度 200mm

二维调整架可以微调角度

一维调座 Z轴调整高度

二维底座 X轴Z轴调整

He-Ne激光器波长 632.8nm

功率≥1.5mW

CCD 黑白摄像机 480线（详见摄象机说明书）

二、基本原理、

2.1实验目的

了解电子散斑干涉实验装置的各个元件的名称及作用，并练习光场布置、调整技术。熟悉测量原理。

观察圆盘中心受压时产生的离面位移条纹。

测定圆盘水平及垂直中心线上离面位移，并绘出分布曲线。

2.2光源

光源采用He-Ne激光器作为光源，该型号激光器具有很好的单色性，波长为632.8nm。

2.3测量离面位移方法的基本原理

电子散斑干涉法是用激光光束直接照射到测试表面，再用电子摄像机采集其变形前后表面散斑颗粒干涉形成的条纹，以测定其离面位移的一种新型、先进的测试技术，其光路如下图所示，

图一

图一为测量离面位移（即前后沿Z轴方向的位移W）的光路，由激光器1发出的激光束，经扩束镜2及准直镜3形成光斑放大了的准直光，再经分光镜4分成两束，一束照射到反射镜5再返回，另一束照射到被测物6的表面再返回，两束返回的光束干涉形成干涉条纹，也就是一系列等位移线N，则离面位移为

W=λN/2

式中λ为测试光的波长，N为条纹的级数。

本实验中的被测物品6为圆盘，周边被固定，且中心有一个10mm的圆孔光阑。在其中心受压后便产生了离面位移。试件表面镀有反射膜，以增强其反射能力。电子散斑干涉法由于可直接应用于实际工程材料及构件（不像光弹法必须使用透明的模型材料），又可以给出测试全场的位移（优于只能给出若干干涉点位移的电测法），还可以在正常光照和有一般机械震动条件下应用（无须暗室及防震台设置），并且直接由摄像机采集，存储进入计算机，可以自动打印或提取数据，避免照相，洗相以及人工提取数据等费时、繁重的操作，因而有着广阔的应用前景。

三、安装

3.1开箱

打开包装箱后，请按照仪器装箱单对仪器的成套性进行认真清点验收，如发现与装箱单不符或者仪器表面有明显的受损现象，请立即与生产厂家或销售方联系。仪器成套性请参阅装箱单。

3.2实验装置

1、He-Ne激光器

2、公用底座(SZ-04)

3、公用底座(SZ-04)

4、偏振片2片

5、偏振片架（SZ-41）

6、一维调座（SZ-03）

7、扩速镜L1（f=6.2mm）

8、二维调整架（SZ-07）

9、公用底座(SZ-04)

10、二维调整架（SZ-07）

11、准直镜L2（f=100mm）

12、分光镜（半透半反镜）

13、二维调整台（SZ-11）

14、公用底座(SZ-04)

15、二维调整架（SZ-07）

16、公用底座（SZ-04）

17、平面反射镜M

18、一维调座（SZ-03）

19、被测物品

20、物品架

21、二维调整架（SZ-07）

22、聚焦透镜（f=50mm）

23、二维底座（SZ-02）

24、CCD黑白摄像机

25、公用底座（SZ-04）

26、电子计算机（用户自备）

27、光学平台(用户另备)

图2

3.3仪器的摆放和实验的测量

1、把平台摆放好，并调平。

2、各个实验仪器的位置参看图2，先把各个仪器的中心高度调至共轴。

3、使激光器发出的光束平行于工作平台的工作面。分别放入扩束镜和准直镜，调节准直镜，使通过它的被扩束的激光变成平行光，平行光束应通过放入光路中（分光镜、被测物品、反光镜等）的部件的中心且平行于平台。扩束镜前放入偏振片以调节亮度，以防损坏CCD摄像机。

4、放入被测物品和CCD摄像机，调节分光镜上二维调整台的微调旋扭，使被物品反射的光的中心照射到CCD摄像机接收表面上。

5、而后放入平面反射镜，要使平面反射镜到分光镜的距离和被测物品到分光镜的距离相同，且调节其被反射的光束的中心也入射到CCD摄像机接收表面上，这时便可以在采集图像的软件上看到干涉条纹。最后在放入聚焦透镜，调节透镜与CCD的距离，使屏幕上得到最清晰、最完整的像。调节反光镜上的二维调整架的微调旋扭，使得到的图像的干涉条纹最清晰且为中心位置。

6、这时就可以给物品加压，调节物品架上的旋扭给物品加压，随着旋扭的调节，电脑的屏幕上出现的干涉条纹越来越多，且为同心圆环。给物品加上适当压力，并拍摄下其变形后的干涉条纹。

7、利用利用电子散斑干涉的处理软件对其图像处理。（对于图片的处理请参看图像处理的实例）

8、实验结果及处理

利用电子散斑干涉的处理软件对处理后的图片进行三维点阵重构，并绘出W-X，W-Y，W-X-Y 图。

四、软件的安装和使用

4.1软件的安装

4.1.1图像采集卡的安装

安装方法：先关掉计算机的电源，打开机箱盖，将图像采集卡插在计算机的PCI插槽中，并用螺丝固定住，装上机箱盖。

打开计算机，将采集卡盒中的安装盘放入到计算机的光驱中，计算机会自动找到采集卡这个新硬件，根据计算机的提示安装采集卡的驱动。

系统会提示显示找到新硬件的窗口，如下图所示：