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激光散斑干涉 电子散斑 一、实验内容： 1．了解电子散斑干涉原理； 2．掌握干涉光路及图像处理软件； 3．学会使用本系统来测量三维离面位移。 二、实验仪器： 成像透镜 被测物体 平面镜 氦氖激光器 CCD摄像头 分光镜 扩束镜 图一 XGS-1 电子散斑干涉(ESPI)实验系统 三、实验原理： 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，图二为测量离面位移（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。 图二 光路图 四、实验步骤： 1、把平台摆放好，并调平。 2、各个实验仪器的位置参看图一，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。 五、数据记录和数据处理： 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。 六、注意事项： 1.眼睛不可正面直视激光束，以免造成伤害。 2.请勿用手触摸光学元件的表面。 3. 在运行控制程序前，请关闭其它应用程序。 4．在采集图象的过程中，同一组名的图象会不予提示地覆盖以前的图象，所以在采集新图时，建议更改组图名称； ５.防止触电。 七、思考题： 如果本实验采用平行光照明，从理论上看测试精度将有何变化，光路应做何调整？ 感谢您的阅读，祝您生活愉快。