山东师范大学科技成果——电子散斑干涉仪
激光散斑干涉
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？
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：
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
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。
电子散斑干涉实验报告
电子散斑干涉实验报告电子散斑干涉实验报告引言：电子散斑干涉实验是一种经典的物理实验，通过电子的干涉现象展示了波粒二象性的特性。
本实验旨在通过观察电子的干涉图案，深入了解电子的波动性质，并探讨干涉现象的原理。
实验器材与原理：本实验所需的器材包括电子枪、狭缝、屏幕和电子探测器。
电子枪通过电子的发射，产生电子束；狭缝用于调节电子束的宽度和方向；屏幕用于接收电子束，并观察干涉图案；电子探测器用于测量电子的强度。
实验过程：首先，将电子枪与电子探测器连接，将电子枪的电压调至适当的值，以确保电子能够发射。
然后，将狭缝放置在电子枪和屏幕之间的适当位置，并逐渐调节狭缝的宽度，观察屏幕上的干涉图案的变化。
最后，使用电子探测器测量不同位置的电子强度，并记录下来。
实验结果与讨论：在实验中，我们观察到了明暗相间的干涉条纹，这些条纹是由电子的波动性质引起的。
当电子通过狭缝时，它们会发生衍射，形成一系列的圆环状干涉条纹。
这是因为电子的波长与狭缝的大小相当，导致电子在经过狭缝后发生干涉。
通过调节狭缝的宽度，我们可以观察到干涉图案的变化。
当狭缝较宽时，干涉条纹较模糊，圆环状的条纹不太明显。
而当狭缝较窄时，干涉条纹变得更加清晰，圆环状的条纹更加明显。
这是因为狭缝的宽度决定了电子波束的展宽程度，狭缝越窄，电子波束的展宽越小，干涉条纹就越清晰。
此外，我们还测量了不同位置的电子强度。
我们发现，在干涉条纹的暗纹处，电子强度较低；而在干涉条纹的亮纹处，电子强度较高。
这进一步验证了干涉现象的存在。
结论：通过电子散斑干涉实验，我们深入了解了电子的波动性质和干涉现象的原理。
实验结果表明，电子具有波粒二象性，可以通过狭缝发生衍射和干涉。
干涉条纹的形成与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，干涉条纹越清晰。
此外，干涉条纹的亮暗变化也与电子的强度分布有关。
通过本实验的探索，我们对电子的性质有了更深入的了解，并且对光学干涉现象也有了更深刻的认识。
这对于进一步研究电子的行为和开展相关应用具有重要意义。
电子散斑干涉技术在小试件无损检测中的应用研究
实际工程材料及构件 ， 又可以现场给 出全场的位 移。在无损检测领域获得越来越 多的重视。国
内外都投入 了相当的力量研究它。 随着微电子学和计算机技术等现代科学 技
术的飞速发展 ， 无损检测诊断技术也得到迅速发 展。它涉及的领域不仅局 限于无损检测和试验 ， 还涉及到材料的物理性质、 制造工艺、 产品设计 、 断裂力学、 数据处理、 模式识别 等多种学科 和专 业技术领域。各种无损检测诊 断方法 的原理几 乎涉及到现代物理学的各个分支。据统计 ， 已经 应用于工业现场 的各种无损检 测诊断方法已达 ７ 余种 。特别 是激 光、 Ｏ 红外、 微波、 超声、 声发
中图分类号 ：Ｎ ４ Ｔ ２７ 文献标识码 ： Ａ
以激光为光源 的全光无损检测是一种全新
１ 引言
无损检测诊 断技术是一 门新型 的综合性应 用学科。它是在不损伤被检测对象 的条件下 ， 利 用材料内部结构异常或存在缺陷所引起 的对热 、
的检测 （ 断 ） 诊 方法 ， 由于 Ｅ Ｐ 既 可直 接应 用 于 ＳＩ
切无 损检测 技术 （ 方法 ） 可 列入 “ 常 规 ” 损 均 非 无
射、 工业 Ｃ ， Ｔ 工业内窥镜等无损检测诊断方法越
来越 被人们 重视 。 源自本文选用具 有较好光洁度 的小型试样作为 研究对象 ， Ｅ Ｐ 装置对小型试样作无损检测， 用 ＳＩ
实现了光洁试样表 面微小裂纹检测。
检测技术范畴。据美国国家航空航天局（ Ａ Ａ Ｎ Ｓ） 的统计， 前约有 ７ 余种 Ｎ Ｔ或 Ｎ Ｅ技术 （ 目 Ｏ Ｄ Ｄ 方 法） 。其中发展较快 、 应用较 多的是激光 、 红外 、 微波 Ｎ Ｔ这三种新的无损检测技术 （ Ｄ 方法） …。
同时 由于现代 非 常规无 损 检测 技术 的发展 ，
基于改进全变分的ESPI图像的降噪
基于改进全变分的ESPI图像的降噪武灿灿;侯伟;辛化梅;冷严【摘要】图像的降噪是是各种图像信息提取和特征识别的前提.真实的电子散斑干涉条纹图中含有大量的噪声,对后续图像的相位提取造成了一定的影响.本文提出一种基于改进全变分(TV)的电子散斑干涉条纹图降噪方法.首先对图像进行小波分解,然后针对低频图像中含有原始图像绝大部分信息的特点,对小波分解后的图像进行TV降噪处理.实验表明,该方法可有效地去除电子散斑干涉条纹图中的大量噪声,图像的峰值信噪比有明显的提高,提高了散斑图像的降噪效率.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】4页(P86-89)【关键词】降噪;全变分(TV);散斑干涉条纹图;小波分解【作者】武灿灿;侯伟;辛化梅;冷严【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院山东省医学物理图像处理技术省级重点实验室,山东济南 250014;山东师范大学物理与电子科学学院山东省医学物理图像处理技术省级重点实验室,山东济南 250014;山东师范大学物理与电子科学学院山东省医学物理图像处理技术省级重点实验室,山东济南 250014;山东师范大学物理与电子科学学院山东省医学物理图像处理技术省级重点实验室,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】TN911.730 引言电子散斑干涉技术（ESPI，Electronic Speckle Pattern Interferometry）是一种对物体内部和表面进行全场无损检测的技术，它具有测量技术简单、通用性强、测量精度高、频率范围广等特点[1]。
电子散斑干涉技术涉及领域广泛，在航空航天、生物、医学、电子、建筑方面均有重要的应用。
但是，散斑条纹图中含有大量的固有噪声，这些噪声对条纹图的处理非常不利。
所以，如何在有效地去除噪声的同时保持边缘信息的完整是散斑干涉条纹图研究的热点[2]。
传统的滤波方式分为空域滤波和变换域滤波[3]，空域滤波有中值滤波、均值滤波等[4-6]，这些滤波方式降噪效果明显，但是容易丢失一些边缘特征和信息；变换域滤波是通过快速傅里叶变换将空间域转换为频域，并且选择性的抑制或增加频谱分量来对图像进行滤波，最常用的变换有小波变换和傅里叶变换[7]等。
电子散斑干涉试验讲义
电子散斑干涉实验讲义（电子散斑干涉术测离面位移）1．引言电子散斑干涉术（ESPI）测离面位移具有实时、灵敏、全场测量等特点，在变形场测量、振型测量及工业无损检测方面具有广泛的应用。
2．实验目的了解电子散斑干涉原理、掌握干涉光路及图像处理软件。
对力学专业学生还可与板的理论分析进行验证。
3．基本原理图1是常用的均匀参考光光路图，它将分光镜B1分出的一小部分激光经扩束后照射到另一块半透半反镜而与物体漫射光相汇合而形成干涉，前者是参考光，后者是物光。
B 分光镜M:反射镜L1:扩束镜 L2: 成像透镜图 1。
电子散斑干涉术（ESPI ）光路图物光的光强分布为：)(ex p )()(r r u r U o o o Φ= (1)其中)(0r u 是光波的振幅，)(0r Φ是经物体漫射后的物体光波的相位。
参考光的光强分布为：)(ex p )()(r r u r U R R R Φ= (2)物光与参考光在CCD 靶面上汇合形成光强)(r I 为：)cos(2)(22R o R o R o u u u u r I φφ-++= (3)当被测物体发生变形后，表面各点的散斑场振幅)(r u o 基本不变，而位相)(r o φ将改变为)()(r r o φφ∆-，即[])()(ex p )('r r r u U o o O φφ∆-= (4)其中ΔФ（r ）为由于物体变形产生的相位变化。
变形前后的参考光波维持不变。
这样，变形后的合成光强)('r I 为：[])(cos 2)(22'r u u u u r I R o R o R o φφφ∆--++= (5)对变形前后的两个光强进行相减处理：)()('r I r I I -=＝[][])cos(2)(cos 22222R o R o R o R o R o R o u u u u r u u u u φφφφφ-++-∆--++ ＝2)(sin 2)()(sin 4r r u u R o R o ϕϕφφ∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-- (6)由式(6)可见，相减处理后的光强是一个包含有高频载波项⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆--2)()(sin r R o ϕφφ的低频条纹2)(sin r ϕ∆。
利用电子散斑相移技术测量物体三维面形的方法
利用电子散斑相移技术测量物体三维面形的方法
赵瑞冬;孙平
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2010(39)11
【摘要】为了获得准确的面形测量,提出了一种相移电子散斑干涉技术测量物体面形的测量方法.利用电子散斑干涉产生载波条纹,该载波条纹受到物体表面高度的调制变得弯曲,引起载波条纹相位的变化,可运用相移技术提取物体的相位信息,最后根据高度和相位之间的关系得到物体的面形.介绍了该方法的原理,利用该方法对球冠物体进行了面形测量,证明该方法测量物体面形是可行性的.由于是采用散斑干涉的方法产生干涉条纹,因此该方法测量物体面形具有灵敏度高的优点.
【总页数】4页(P2045-2048)
【关键词】物理光学;电子散斑干涉术;相移;面形测量
【作者】赵瑞冬;孙平
【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O348
【相关文献】
1.基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法 [J], 孙流星;于瀛洁
2.全息相移技术用于物体的三维面形测量 [J], 吕晓旭;钟丽云;黄守江;李川;杨齐民;佘灿麟
3.数字剪切散斑用于物体的三维面形测量 [J], 吕晓旭;钟丽云;陈虹;黄守江;佘灿麟;熊秉衡
4.数字散斑相关三维面形测量的局部搜索快速算法 [J], 代红军;苏显渝;邹小平
5.数字散斑时间序列相关三维面形测量中提高精度的方法 [J], 代红军;苏显渝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子散斑干涉测振技术
电子散斑干涉测振技术的优势
( 1 ) 首先， 电子散斑干涉测量所获得 的信息丰富，测量精度高 ，可以实现实时全 场测量，工作效率高;
( 2 ) 将视频信号通过数字化后输人计算机中，并经适当的分析软件就可识别出结构 的振型; 不仅能表现出结构振动节线的变化 ，同时能给出振幅或变形的详细变化规 律;
( 3 ) 可以对结构在不同激振力或载荷下的振型或变形加以比 较 ，从而了解结构的 振动特性 ， 避免出现共振 ;
应用实例
L=80mm t=1mm r=5mm
有限元模拟结果与ESPI实验结果很接近，该方法的精度较高
谢谢
谢谢大家
06.07.2021
生产计划部
电子散斑干涉测振技术
2021/7/6
生产计划部
电子散斑干涉技术
电子散斑干涉技术 (ESPI) ，又称激光电视全息技术，是一种综合 了激光、视频 、电子及数字图像处理等技术的现代光测方法。
它可以完成位移、应变、表面缺陷、裂纹检测和流体场、温度场等 多种测试，因其通用性强、测量精度高、灵敏度高、频率范围宽、 测量迅速简便及全场实时测量等优点，近年来获得了快速发展。
( 4 ) 测量振动模态时不需要系统的传递函 数，所以对于大阻尼非线性结构的 振动 测量也非常有效;
( 5 ) 采用相减模式处理干涉散斑条纹，消除了一般杂散光的影响; 测试仪器可在较 强的环境光条件下工作 ，即可在太阳 光下工作 ，也可测量高温物体的振动。
因此 ，电子散斑干涉测试技术在振动测量方面有很好的应用前景 。
ESPI原理图
电子散斑干涉测振技术
电子散斑干涉法已广泛应用于振动测量和模态分析中 ， 出现了多 种测振方法： 如时间平均法、双脉冲测振法和频闪测振法等。
山东师范大学科技成果——电子剪切散斑干涉的剪切方棱镜
山东师范大学科技成果——电子剪切散斑干涉的剪
切方棱镜
成果简介
电子剪切散斑干涉术是在电子散斑干涉基础上发展起来的测量位移导数的测量方法，可以精确测量物体的变形场，具有精度高、非接触、对隔震要求低等优点。
本作品提供一种成本低能够实现剪切电子散斑干涉的新型分光棱镜：剪切方棱镜，该棱镜采用普通光学玻璃取代现有技术中昂贵的方解石或石英晶体，通过对普通光学玻璃制备的方棱镜进行磨制而成，具有结构简单，能够很好的控制分束角，干涉条纹质量好，容易实现干涉等优点。
创新点
该专利提供了一种实现剪切电子散斑干涉的剪切方棱镜：错位方棱镜，其采用普通光学玻璃取代了现有技术中昂贵的方解石晶体，通过对普通光学玻璃制成的方棱镜进行磨制而成，可实现剪切电子散斑干涉。
该棱镜结构简单，成本低廉，能够很好的控制分束角，容易实现干涉，获得的干涉条纹质量好。
部分实验结果
包络相位图（左）、解包络相位图（右）
三维网络图（左）、轮廓图（右）。
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山东师范大学科技成果——电子散斑干涉仪
成果简介
该干涉仪具有相移和载频功能，为非接触测量，测量精度高；可以进行三维位移测量。
具体特点如下：
（1）三维测量：可以测量x、y、z三个坐标轴方向上的位移场。
（2）相移功能：精度可以达到λ/20以上。
该相移器直接与干涉仪主体联成一体，有标准接口，方便与计算机的连接。
（3）载频调制功能：利用条纹空间调制器，可进行计算机控制的定量条纹调制，满足了傅里叶方法对调制频率的要求。
三维电子散斑干涉仪
在科研上可用于细观力学研究、断裂力学、复合材料力学、结构强度及温度应力测试等研究领域，并且可应用于工程环境的测量；也
可以用来做电子散斑干涉实验，由于科技含量高，内容涉及光学测量技术、图像处理、自动控制，故可作为一种新的仪器，可供物理专业或力学专业的大学本科生、硕士生或博士生实验使用。
技术指标
半导体激光器：功率>15mw，单模，λ＝532nm
测量面积：50mm×50mm
中心高度：450mm
相移器光程交换范围：2λ
PZT压电陶瓷尺寸：外径30mm，内径26mm，高度30mm，电压范围：0-200VDC
CCD物镜：zoom28-58，1：1.4
CCD摄像机：Wat-902H
图像卡：M2型
精度：λ/20
系统软件：满足散斑相移、FFT转换等算法支持。