基于相移法的快速激光散斑干涉技术研究.pdf

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1、基于相移法的快速激光散斑干涉技术研究TheResearchofFastDigitalSpecklePatternInterferometryTechnologyBasedonPhase--Shifting2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：．1钰熔入学I力旁l拾搬J委员：到碰名弘互盐犬雩副夜蚊导师：上水级钟以六萎务7k技1．-咔l，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文

2、中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金月巴工些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我--INI作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：彦—，夏签字日期：跏，／年尹月垆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金g巴工些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金月巴工些盔堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)靴做者虢廖诫翮虢冰红签字日期：切『，年午月，尹签字日期：功，／年争月，≯日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：●弩、l-}小『1▲●‘1致谢本文是在王永红副教授的悉心指导下完成的，论文自始至终都倾注了导师的大量心血。在两年半的硕士生学习期间，王老师渊博的知识、严谨的治学态度和崇高的学术追求深深的影响着我，是我学习的榜样；在生活上，王老师给予我无微不至的关怀，使身在异乡求学的我感受到如家般的温暖。本文从选题、实验方案确定到定稿，每一步都离

4、不开王老师的耐心指导和谆谆教诲。在实验中遇到困难的时候，王老师不辞辛苦的为我解疑，在此，我要向王老师表示最崇高的敬意和最衷心的感谢!本论文的完成还离不开美国奥克兰大学杨连祥教授的帮助，杨教授提供了实验所需的所有器材，在课题研究遇到瓶颈的时候，杨教授的点拨使问题迎刃而解，在此，我要向杨教授表示深深的感谢。同时，我还要感谢同课题组的周化龙、李喃、孙建飞和谢辛，他们在课题的研究过程和生活中给及了我很大的帮助，深表感谢。最后我还要感谢父母给予我的支持，感谢所有关心和帮助过我的人，谢谢你们!作者：房诚2011年3月30日、、、1基于相移法的快

5、速激光散斑干涉技术研究摘要激光散斑干涉技术是一种发展较为迅速的现代光学测量技术，利用它可以测量微小的形变和位移，进行应力应变分析、振动分析以及缺陷检测。因其具有全场测量、非接触和高精度等特点，被广泛的应用于航空航天、机械、汽车、材料、医学和生物学等领域。早期的激光散斑干涉技术使用条纹中心线法来获得干涉图的相位信息，处理速度慢，而且精度差，大大制约了散斑干涉技术的应用领域。本文研究了如何利用相移技术获取与待测物体形变相关的相位图及图像处理方法，从而提高激光散斑干涉测量的速度和精度，实现快速测量。本文首先讲述了激光散斑干涉测量的基本原理

6、，通过不同的光路设计，可以实现对待测物体面外位移、面内位移和三维形变的测量；接着分别讨论了时间相移技术和空间相移技术的原理及其各自的特点，组建了若干个测量面外位移、面内位移以及使用压电陶瓷作为相移器的测量系统；利用数字图像处理技术对干涉图进行一系列处理，并比较了各种处理方法的优劣；对利用时间相移技术得到的干涉图进行处理获得相位图，使用传统的滤波方法对相位图进行处理，发现很难获得清晰的图像，进而提出了一种适合于对相位图进行滤波的改进型滤波方法，获得了很好的效果。论文最后对空间相移技术和相位解包裹技术进行了展望，指出今后待完成的工作和工

7、作中的难点。关键词：激光散斑干涉，快速，时间相移，相位图，滤波Yk’’I■叫L'TheResearchofFastDigitalSpecklePatternInterferometryTechnologyBasedonPhase--ShiftingABSTRACTTheDigitalSpeckleParternInterferometry(DSPI)isakindofdevelopingmodernopticalmeasurementtechnology．Itcanbeusedtomeasuremicrodisplacementan

8、ddeformation，analyzestrainandstress，aswellasdetectthedefects．Becauseofitsadvantageofwhole-field，non-contactandhighpre