激光全息检测技术资料
激光全息试验

激光全息实验[实验目的]学习全息照相的基本原理和方法。
制作漫反射全息图并观察再现像。
[实验原理]早在激光出现以前,1948年D.Gabor (1971年获得诺贝尔奖)为了提高电子显微镜的分辨本领,提出了一种无透镜两步光学成像方法(波前记录与重建),这就是现代全息技术的思路。
但由于缺少理想的光源,工作进展缓慢。
直到上世纪60年代后,激光的出现才为全息照相提供了高度相干的强光源,使它得到了迅速发展。
现如今,全息术已经在现代成像理论和光学图像检测等领域内显示了其独特的优点。
全息照相与普通照相无论在原理上还是方法上都有本质的区别。
首先,普通照相是以几何光学为基础,利用透镜把物体成像在一个平面记录介质上,以记录平面上各点的光强或振幅分布。
物、像之间虽然一一对应,但这种对应是二维平面图像上的点和三维物体上的点之间的对应,因此并不是完全意义的逼真。
根据干涉原理,干涉条纹的光强分布能提供参与干涉的光波的光强和相位两方面的信息。
全息照相正是以光的干涉、衍射等光学规律为基础,借助参考光波记录物光波的全部信息(振幅和相位)。
在记录介质上得到的不是物体的像,而是只有在高倍显微镜下才能看得到的细密干涉条纹,称之为全息图。
条纹的明暗程度和图样反映着物光波的振幅与相位分布,好像是一个复杂的光栅。
对全息图适当照明就能重建原来的物光波,看到与原物不可分辨的立体像。
另外,由于每一物点的散射球面波被扩散后覆盖整个全息图面,所以,全息图上的每一点都包含着整个物体的信息,类似普通照相的一一对应关系在此不复存在。
故而,如果全息图破损,仍有可能观察到物体的全貌。
第三,全息图的另一个优点是能在同一张照像底板上记录多个物体的信息,而且仍能够得到各自高质量的再现。
1、 全息记录(即全息图的制作)用激光照射物体时,物体因漫反射而发出物光波(透明物体可以采用透射的物光波)。
物光波的全部信息应该包括振幅和相位两个方面,但是所有的感光介质都只对光强有响应,所以必须把相位信息转换成强度的变化才能被记录下来,而常用的方法就是干涉法,思路是用另一振幅和相位都已知的相干波(参考光)与物光发生干涉。
激光全息演示实验报告

一、实验目的1. 了解激光全息摄影的基本原理和操作步骤。
2. 学习如何利用激光全息技术记录和再现物体的三维图像。
3. 掌握激光全息实验的仪器设备使用方法和注意事项。
二、实验器材1. 激光器2. 分束镜3. 反射镜4. 扩束镜5. 载物台6. 被摄物体7. 快门8. 干板架9. 全息干板10. 显影、定影器材11. 光学元件架12. 防震全息台三、实验原理全息摄影是一种记录被摄物体反射或透射光波中全部信息(振幅、位相)的照相技术。
全息照相不仅记录了被摄物体的反射光波强度(振幅),而且还记录了反射光波的位相。
当用特殊激光照射全息图时,就可以看到一幅立体图像。
实验过程中,激光束被分束镜分为两束:一束照到被拍摄的景物上,称为物光束;另一束直接照到感光胶片即全息干板上,称为参考光束。
当光束被物体反射后,其反射光束也照射在胶片上,就完成了全息照相的摄制过程。
四、实验步骤1. 将全息干板固定在干板架上,调整激光器,使其发出的激光束通过分束镜,分为物光束和参考光束。
2. 将被摄物体放置在载物台上,调整物体与干板架的距离,使物光束能够照射到物体上。
3. 调整参考光束的照射角度,使其与物光束形成一定的夹角。
4. 打开快门,曝光全息干板,记录物光束和参考光束的干涉条纹。
5. 关闭快门,用显影、定影液处理全息干板,得到全息图。
6. 将全息图置于暗室中,用激光照射全息图,观察再现的立体图像。
五、实验结果与分析1. 成功拍摄并再现了被摄物体的三维图像。
2. 观察到再现的立体图像具有较好的清晰度和立体感。
3. 实验过程中,调整光路、曝光时间、显影、定影等参数对全息图像的再现效果有较大影响。
六、实验讨论1. 实验过程中,如何减小实验误差?- 严格控制实验环境,确保暗室无光、无振动。
- 精确调整光路,确保物光束和参考光束的夹角、光程差等参数符合要求。
- 选择合适的曝光时间、显影、定影等参数,以获得最佳的全息图像。
2. 影响全息图像再现效果的因素有哪些?- 系统稳定性:实验过程中,任何微小的振动和位移都会引起干涉条纹的模糊不清,甚至使干涉条纹完全不能记录下来。
(物理实验)21-激光全息成像实验

反射镜用于改变激光束的方向,以便在全息实验中实现 所需的路径和角度。
在使用过程中,应保持扩束镜和反射镜的清洁,以确保 光路的正确性和稳定性。
屏幕与观察设备
屏幕用于显示全息图,以便观 察和记录。
观察设备可以是裸眼或眼镜, 取决于全息图的类型和质量。
屏幕的分辨率和亮度对全息图 的观察效果有重要影响,而观 察设备的选择也会影响观察效 果。
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安全注意事项
激光安全
激光辐射
激光全息成像实验使用高功率激光,对人体和眼睛有潜在的危害 。实验过程中应佩戴激光防护眼镜,避免直接观察激光束。
激光功率控制
激光功率过高可能导致皮肤灼伤和眼睛损伤。实验时应严格控制激 光功率,避免长时间、高强度照射。
激光安全标志
实验区域应设置明显的激光安全警告标志,提醒无关人员不要进入 。
在暗室中用再现光源照射全息图,观察 再现出的立体图像。
调整激光器和分束器,使激光照射到物 体上,同时另一路激光作为参考光波照 射到感光片上。
将物体放置在感光片前方,使物体光波 与参考光波在感光片上干涉,形成全息 图。
02
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实验设备
激光器
激光器是全息成像实验中的核心设备 ,用于产生相干性好的激光束。
结果分析
分析一
全息图的质量受到多种因素的影 响,包括光源的相干性、曝光时
间和记录材料的选择等。
分析二
全息图的视角选择性与光源的波 长和观察角度有关,通过调整观 察角度,可以观察到不同的动态
效果。
分析三
干涉条纹的清晰度和对比度与曝 光时间的关系表明,适当增加曝 光时间可以提高全息图的成像质
量。
结果讨论与改进建议
激光全息无损检测技术

摘要脱层和气泡是轮胎主要的内部缺陷之一,采用常规检测手段很难检测出来,所以一般采用激光全息无损检测技术。
早期的全息无损检测一般采用全息干板来记录全息图,检测周期长,检测效率低,不能适应现代工业流水线上的检测。
数字全息技术用CCD代替传统全息记录材料记录全息图,用计算机模拟光学衍射过程来实现数字再现,实现了全息记录、存储和再现全过程的数字化,给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。
本文从理论和实验两方面探讨了数字全息术的原理及其在轮胎内部缺陷无损检测方面的应用,并取得了较为满意的结果。
所作的主要工作如下:1.模拟实现了全息记录和重现的全过程,包括:模拟生成理想全息图;采用傅立叶变换法进行数字全息重现;提取相位,进行物体表面三维形貌恢复等。
2.深入分析和研究了二次曝光和消除零级衍射斑的理论,同时进行模拟仿真和实验测试,得到了较好的结果,且实验结果与模拟的结果吻合。
3.搭建数字全息系统测量橡胶表面形变,获得了满意的形变测量结果,并进行了光路计算和实验中各参数的分析和讨论。
4.针对现场检测要求,提出新的光路,实现了更大视场的检测。
实验证明,本系统的检测范围己达到138.Ira×112.4mm,处理一幅1300x 1024的图像只需62ms,已经达到实际工业流水线检测上的要求,可应用于现场检测。
关键词:数字全息全息重现电子散斑轮胎检测无损检测激光全息无损检测技术的发展数字全息技术是由Goodman和Lawrence在1967年提出的n1,其基本原理是用光敏电子成像器件代替传统全息记录材料记录全息图,用计算机模拟再现过程取代光学衍射来实现波前的数字再现,从而实现了全息记录、存储和再现全过程的数字化,给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。
90年代中期以来数字全息技术已成功应用于显微成像、干涉计量,粒子场的测试、信息存储、学信息加密、活体生物成像和三维形貌成像等领域瞳。
轮胎制造和检测行业中,也同样需要用到数字全息技术。
激光无损检测技术

激光无损检测技术激光全息无损检测是利用激光全息干涉来检测和计量物体表面和内部缺陷的,这种技术的原理是在不使物体受损的条件下,向物体施加一定的载荷,物体在外界载荷作用下会产生变形,这种变形与物体是否含有缺陷直接相关,物体内部的缺陷所对应的物体表面在外力作用下产生了与其周围不相同的微差位移,并且在不同的外界载荷作用下,物体表面变形的程度是不相同的。
用激光全息照相的方法来观察和比较这种变形,并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况,进行比较和分析,从而判断物体内部是否存在缺陷,达到评价被检物体质量的目的。
具体做法是对被检测物体加载,使其表面发生微小的位移(微差位移),物体表面的轮廓就发生变化,此时获得的全息图上的条纹与没有加载时相比发生了移动。
成像时除了显示原来物体的全息像外,还产生较为粗大的干涉条纹,由条纹的间距可以算出物体表面的位移的大小。
由于物体有一定的形状,所以在同样的力的作用下,物体表面各处所发生的位移并不相同,因而各处所对应的干涉条纹的形状和间距也不相同。
当物体内部不含有缺陷时,这种条纹的形状和间距的变化是宏观的、连续的、与物体外形轮廓的变化同步调的。
当被检物体内部含有缺陷时,在物体受力的情况下,物体内部的缺陷在外部条件(力)的作用下,就在物体表面上表现出异常,而与内部缺陷相对应的物体表面所发生的位移则与以前不相同,因而所得到的全息图与不含缺陷的物体的不同。
在激光照射下进行成像时,所看到的波纹图样在对应与有缺陷的局部区域就会出现不连续的、突然的形状变化和间距变化。
根据这些条纹情况,可以分析判断物体的内部是否含有缺陷,以及缺陷的大小和位置。
激光全息无损检测的特点(1)激光全息无损检测是一种干涉计量技术,其干涉计量的精度与激光波长同数量级,因此,其检测灵敏度甚高,极微小的变形都能检验出来。
(2)用激光作为光源,而激光的相干长度很大,因此,可以检验大尺寸物体,只要激光能够充分照射到的物体表面,都能一次检验完毕。
全息资料实验报告

一、实验目的1. 了解全息术的基本原理和实验方法。
2. 掌握全息资料的制作和再现技术。
3. 通过实验,提高对全息技术的认识和应用能力。
二、实验原理全息术是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体的三维图像的技术。
其基本原理是利用激光束在记录介质上形成干涉条纹,从而记录物体的三维信息。
再现时,利用这些干涉条纹,通过光的衍射和干涉现象,恢复出物体的三维图像。
三、实验设备1. 全息实验台:包括激光器、分束器、扩束镜、全息干板、参考镜、物体台等。
2. 记录和再现设备:包括相机、显微镜、投影仪等。
3. 实验材料:全息干板、激光胶片、光学元件等。
四、实验步骤1. 准备实验材料(1)将全息干板裁剪成所需尺寸,并清洗干净。
(2)将光学元件安装到全息实验台上,调整光路,使激光束分为两束:物光束和参考光束。
2. 制作全息资料(1)将物体放置在物体台上,调整物体与全息干板的距离,使物体位于激光束的焦点附近。
(2)打开激光器,调整参考镜的角度,使参考光束与物光束相互干涉,在干板上形成干涉条纹。
(3)将干板曝光一定时间,使干涉条纹在干板上记录下来。
(4)关闭激光器,将干板取出,进行显影和定影处理。
3. 再现全息资料(1)将处理好的全息干板放置在投影仪的载物台上。
(2)调整投影仪的焦距,使全息图像清晰地投射到屏幕上。
(3)观察全息图像,观察其立体效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,成功制作了一幅全息资料,并成功再现了物体的三维图像。
观察到的全息图像具有较好的立体效果,能够清晰地展示物体的形状和细节。
2. 结果分析(1)在制作全息资料的过程中,需要注意以下几点:a. 确保激光束的稳定性,避免在曝光过程中出现抖动。
b. 调整参考镜的角度,使参考光束与物光束相互干涉,形成清晰的干涉条纹。
c. 控制曝光时间,避免曝光过度或不足。
(2)在再现全息资料的过程中,需要注意以下几点:a. 调整投影仪的焦距,使全息图像清晰地投射到屏幕上。
激光全息实验报告讨论

一、实验背景激光全息技术是一种记录物体光波振幅和位相信息的照相技术,具有高度的真实感和立体感。
本实验旨在通过激光全息技术,记录和再现物体的三维图像,探讨影响实验效果的因素,并分析实验结果。
二、实验原理1. 激光全息技术原理激光全息技术利用光的干涉和衍射原理,通过记录物体光波的信息,再现物体的三维图像。
实验过程中,激光束被分为两束:一束照射物体,称为物光束;另一束直接照射到全息干板上,称为参考光束。
物光束与参考光束在物体表面发生干涉,形成干涉条纹,这些条纹被记录在全息干板上,形成全息图。
2. 激光全息再现原理当激光束照射全息图时,全息图上的干涉条纹会衍射出两束光:一束光与参考光束相干,形成物光束;另一束光与参考光束相干,形成再现光束。
再现光束与物光束在空间中重叠,形成物体的三维图像。
三、实验过程1. 实验器材激光器、分束镜、反射镜、扩束镜、载物台、被摄物、快门、干板架、全息干板、显影、定影器材。
2. 实验步骤(1)搭建实验装置,调整光路,使激光束分为物光束和参考光束。
(2)将物体放置在载物台上,调整物体与全息干板之间的距离,使物体成像在全息干板上。
(3)打开快门,使激光束照射物体和全息干板,记录干涉条纹。
(4)显影、定影全息干板,得到全息图。
(5)用激光束照射全息图,观察再现图像。
四、实验结果与分析1. 影响实验效果的因素(1)系统稳定性:实验过程中,系统稳定性对实验结果影响较大。
任何微小的振动和位移都会导致干涉条纹模糊,影响再现图像的质量。
(2)参考光和物光的光程差:光程差过大,会导致参考光和物光不能相干,无法形成干涉条纹。
(3)参考光和物光的夹角:夹角过大,会导致干涉条纹间距过小,影响再现图像的清晰度。
(4)曝光时间:曝光时间过长或过短,都会导致干涉条纹模糊,影响再现图像的质量。
2. 实验结果通过实验,我们成功记录了物体的全息图,并用激光束照射全息图,再现了物体的三维图像。
实验结果表明,在实验过程中,通过调整光路、控制曝光时间等手段,可以改善再现图像的质量。
现代无损检测技术第10章:激光全息检测技术

第十章激光全息检测技术•§10.1 概述•§10.2激光全息检测原理•§10.3激光全息检测方法§10.1 概述•激光全息检测技术是20世纪60年代末发展起来的,近几十年,激光全息无损检测的理论、技术、照相系统都有很大发展,成为无损检测技术的重要组成部分。
•应用最早的领域:无损检测,占激光全息技术总应用的25%一.应用领域•(1)航天航空产品中常用的蜂窝夹层结构脱胶缺陷的检测;•(2)复合材料层压板分层缺陷的检测;•(3)印刷线路板内焊接头的虚焊检测;•(4)压力容器焊缝的完整性检测;•(5)火箭推进剂药柱中的裂纹与分层、壳体和衬套间的分层缺陷检测;一.应用领域•(6)飞机轮胎中的胎面脱粘缺陷检测;•(7)反应堆核燃料元件中的分层缺陷检测。
•特别是在复合材料、蜂窝结构、叠层结构、航空轮胎、高压容器的,具有独到之处,解决了用其它方法无法解决的问题。
•目前,全息检测技术大多数仍处在试验阶段,真正用到生产实际中的项目不多,原因是与计算机图象处理技术没有很好结合起来,无法实现自动检测。
二.全息照相与普通照相技术的区别• 1.普通照相技术•只记录物体表面光波的振幅信息,丢掉了相位信息;这种只记录物体表面光波部分信息(二维信息)的照片无论从什么角度看都是一样的。
• 2.全息照相技术•利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,在一定条件下使其再现,形成物体逼真的三维图形。
由于记录物体的全部信息(振幅、相位、波长),因此称为全息照相。
两步成像方法:a.记录物体的表面光波,b.将记录的光波再现。
三.激光全息检测的特点• 1. 激光全息检测是一种干涉测量技术,干涉测量精度与激光波长同数量级,微小(微米数量级)的变形均能被检测出来,检测灵敏度高;• 2.可以检测大尺寸工件(∵激光为光源,且激光的相干长度大),只要激光能够充分照射到这个工件表面,都能一次检测完成;• 3.对被检对象没有特殊要求,可以检测任何材料和粗糙表面;• 4.可对缺陷进行定量分析,根据干涉条纹的数量和分布确定缺陷的大小、部位、深度;• 5.非接触测量、直观、检测结果便于保存。
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激光全息检测技术1.激光全息检测技术概述全息术或称全息照相(Holography )的思想是英国科学家丹尼斯·伽柏(Dennis Gabor )在1948年首先提出来的。
由于他的发明和对全息技术发展的巨大作用,他于1971年被授予诺贝尔物理学奖。
全息术与普通照相术的区别是,普通照相术只记录物体表面光波的振幅信息,而把相位信息丢掉了,这样只记录物体表面光波部分信息(二维信息)的照片无论从什么角度看都是一样的。
而全息术是利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,在一定条件下使其再现,形成物体逼真的三维像。
由于记录了物体的全部信息(振幅、相位、波长),因而成为全息术或全息照相。
如图,比较了全息照相与普通照相的区别:激光全息无损检验是全息干涉分析的一种应用,它可以用来监视一个复杂的物体在两种不同时刻里所发生的变形,不管物体表面是光洁还是粗糙,都可以观测到光学公差水平几分之一微米以下,由于它是利用全息技术再现原理,因此是无接触地进行三维立体观测。
同其他检测方法比较,激光全息检测的方法有如下优点:1. 激光全息检测是一种干涉测量技术,干涉测量精度与激光波长同数量级,微小(微米数量级)的变形均能被检测出来,检测灵敏度高;2.由于激光的相干度很高,因此,可以检测大尺寸工件,只要激光能够充分照射到这个工件表面,都能一次检测完成;3.对被检对象没有特殊要求,可以检测任何材料和粗糙表面;4.可对缺陷进行定量分析,根据干涉条纹的数量和分布确定缺陷的大小、部位、深度。
5.非接触测量、直观、检测结果便于保存。
但是,物体内部缺陷的检测灵敏度,取决于物体内部的缺陷在外力作用下能否造成物体表面的相应变形。
如果物体内部缺陷过深或过于微小,那么激光全息照相这种检测方法就无能为力了。
对于叠层胶接结构来说,检测其脱粘缺陷的灵敏度取决于脱粘面积和深度比值,在近表面的脱粘缺陷面积,即使很小也能检测出来,而对于埋藏的较深的脱粘缺陷,只有在脱粘面积相当大时才能够被检测出来。
另外,激光全息检测目前多在暗室中进行,并需要采用严格的隔震措施,因此不利于现场检测。
综上,激光全息检测具有如下缺点:1.对内部缺陷的检测灵敏度较低:灵敏度取决于内部缺陷在外力作用下所造成的物体表面的变形大小。
2.对工作环境要求较高:暗室中进行,严格的隔振措施。
图1:全息照相与普通照相的区别2.激光全息检测的原理激光全息无损检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部的缺陷。
因为,物体在外界载荷作用下会产生微变形,这种变形与物体是否含有缺陷直接相关。
通过外加载荷的办法激发物体表面的变形,再利用激光全息照相法,把物体表面的变形以明暗相间的条纹的形式记录下来。
通过观察、分析、比较全息图,来判断物体表面是否存在缺陷。
2.1全息照相的原理2.1.1干涉我们知道,波是可以叠加的,假设有两个波长相同的光波相叠加,当它们相位相同时,叠加后所合成的光波振幅增强,如图6-1-a;如果两个光波相位相反,则合成的光波就相互抵消而减弱,如图6-2-b 。
把光波在空间叠加而形成明暗相间的稳定分布的现象叫光的干涉。
全息照相在记录物光的相位和强度分布时,利用了光的干涉。
从光的干涉原理可知:当两束相干光波相遇,发生干涉叠加时,其合强度不仅依赖于每一束光各的强度,同时也依赖于这两束光波之间的相位差。
在全息照相中就是引进了一束与物光相干的参考光,使这两束光在感光底片处发生干涉叠加,感光底片将与物光有关的振幅和位相分别以干涉条纹的反差和条纹的间隔形式记录下来,经过适当的处理,便得到一张全息照片。
2.1.2能够产生干涉的光波需要满足下列条件:1) 频率相同的两束光在相遇时,有相同的振动方向和固定的相位差。
2) 两束光在相遇处所产生的振幅差不应太大,否则与单一光波在该处产生的振幅没有多大差别,因此也没有明显的干涉现象。
3) 两束光波在相遇处的光程差,即两束光波传播到该处的距离差值不能太大。
满足上述条件的光波叫相干波。
2.1.3激光全息照相检测的光路示意图图2是激光全息照相检测的光路示意图。
从激光器1发出的激光束经过反射镜4,由分光器2分成两束光。
一束透过分光镜后,被扩束镜9扩大,经过反射镜10反射照射到被检物体上,再由物体表面漫反射到胶片上,这束光成为物光束;另一束光由分光器2表面反射,经过反射镜3到达扩束镜6,被其扩大后再由反射镜7反射照到胶片上,这束光称为参考光束。
当这两束光在胶片上叠加后,形成了干涉图案,胶片经过显影、定影处理后,干涉图案以条纹的明暗和间距变化的形式显示出来,它们记录了物体光波的振幅和相位信息。
被记录的全息图是一些非常细密的、很不规律的干涉条纹,它图2.激光全息照相检测的光路示意图是一种光栅,与被照的物体在形状上毫无相似之处,为了看到物体的全息像,通常采用再现技术来实现。
2.2全息无损检测的原理全息无损检测是全息干涉计量技术的实际应用。
全息无损检测原理就是建立在判断全息干涉条纹与结构变形量之间关系的基础上。
a)脱胶处变形b)图3.热加载两次曝光法显示的铝蜂窝夹层板局部脱胶缺陷于干涉条纹畸变图a)叠层结构b)脱胶处变形在外力作用下,结构将产生表面变形。
若结构存在缺陷,则对应缺陷部位的表面变形与结构物缺陷部位的表面变形是不同的。
这是因为缺陷的存在,使缺陷部位的刚度、强度、热传导系数等物理量均发生变化的结果。
因而缺陷部位的局部变形与结构的整体变形就不一样。
应用全息干涉计量的方法,可以把这种不同表面的变形转换成光强表示的干涉条纹由感光介质记录下来。
如果结构不存在缺陷,则这种干涉条纹只与外加载荷有关,且干涉条纹衫有规律的,每一根条纹都表示结构变形等位移线;如果结构中存在缺陷,则缺陷部位的条纹变化不仅取决于外加载荷,还取决于缺陷对结构的影响。
因为在缺陷处产生干涉条纹,是结构在外加载荷作用下产生的位移线与缺陷引起的变形干涉条纹叠加的结果。
这种叠加将引起缺陷部位的表面干涉条纹畸变。
根据这种畸变则可以确定结构是否存在缺陷。
图3-a所示是一叠层结构,前壁板之间局部脱胶,若以热辐射作用与所示结构前壁板上,前壁板表面温度升高时,其膨胀系数和温度变化的积确定。
里面的胶层起隔热作用,使得后壁板的温度变化较小。
它相当于两层有温度差的板组合而成为一个准双金属片。
这种结构将出现一定程度的弹性变形,弹性变形的大小取决于两块板的物理性能和相对厚度。
然而脱胶区壁板之间是无约束的,前壁板的变形则不受后壁板的影响,从而使脱胶区和它周围非脱胶取之间产生了变形差,如图3-b所示。
如果将这种变形差用两次曝光全息干涉法记录下来,反映在全息图上的缺陷部位干涉条纹将产生畸变,即形成封闭的“牛眼”条纹区就是结构的脱胶部位。
图 4.蜂窝夹层板局部脱粘区的全息再现干涉条纹d脱胶胶层后壁板前壁板3.激光全息检测诊断方法3.1 检验方法激光全息检验所一种全息干涉计量术,它是激光全息照相和干涉计量技术的综合。
这种技术的依据是物体内部缺陷在外力作用下,使它所对应的物体表面产生与其周围不相同的微量位移差。
然后用激光全息照相的方法进行比较,从而检验出物体内部的缺陷。
对于不透明度物体,光波只能在它的表面上反射,因此只能反映物体表面上的现象。
然而,物体表面与物体内部是相互联系着的,若给物体一定的负荷(例如机械的或热脉冲的载荷),物体内部的异常就能表现为表面的异常。
当然,外界载荷应以不使物体受损为限。
3.1.1观察物体表面微量位移差的方法有以下三种:1)实时法先拍摄物体在不受力时代全息图,冲洗处理后,把全息图精确地放回到原来拍摄时的位置上,并用拍摄全息图时代同样参考光照射,则全息图就再现出物体三维立体像(物体的虚像),再现的虚像完全重合在物体上。
这时,对物体加载,物体的表面会产生变形,受载后的物体表面光波和再现的物体虚像之间就形成了微量的光程差。
由于这两个光波都是相干光波(来自同一个激光源),并几乎存在于空间的同一位置(因变形甚小),因此这两个光波叠加仍会产生干涉条纹。
加入物体内部没有缺陷,则受载后的物体表面变形是连续规则的,所产生的干涉条纹的形状和间距的变化也是连续均匀的,并与物体外形轮廓的变化相协调。
物体内部如没有缺陷,受载后对应于内部有缺陷的物体表面部位的变形就比周围的变形要大。
因此,当与再现虚像的光波相干涉时,对应于有缺陷的局部地区,就会出现不连续的突变干涉条纹。
由于物体的初始状态(再现的虚像)和物体加载状态之间的干涉度量比较少在观察时完成的,所以称这个方法为实时法。
这种方法的优点是只需要一张全息图就能观察到各种不同加载情况下的物体表面状态,从而判断出物体内部是否含有缺陷。
因此,这种方法能经济、迅速而准确地确定出物体所需加载量的大小。
其缺点是:为了将全息图精确地放回原来的位置,需要有一套附加机构以便使全息图位置的移动不超过几个光波导波长。
由于全息干版在冲洗过程中乳胶层不可避免地要产生一些收缩,当全息图放回原位时,虽然物体没有变形,但仍有少量的位移干涉条纹出现。
显示的干涉条纹图样不能长久保留。
为了解决全息图精确复位的困难,也可以采用“就地显影”的方法。
当全息干版感光以后,不再从干版架中取下,而直接在原位冲洗处理。
有的激光全息照相设备本身附带有显影装置,可以进行就地显影。
至于乳胶层的收缩变形问题可以采用下述的“两次曝光法”来克服,或在原位冲洗法中先放入清水进行曝光。
在观察实时条纹时,为了改善条纹对比度,常常改变光路的分光比,增加再现物象的亮度而减少原物体的照明光强。
这可以采用可调分光器或在光路中放置(或去掉)滤光器来实现。
总之,要使再现像光强和物体反射光强和物体反射光强大致相同,以获得较好的条纹对比度为准。
2)两次曝光法改方法是将物体在两种不同受载情况下的物体表面光波摄制在同一张全息图上,然后再现这两个光波,而这两个再现光波叠加时仍然能够产生干涉现象。
这时,所看到的再现象像除了显示出原来物体的全息像外,还产生较为粗大的干涉条纹图样。
这种条纹表现在观察方向上的等位移线,两条相邻条纹之间的位移差约为再现光波导半个波长。
若用氦-氖激光器作为光源,则每条条纹代表大约为0.316μm的表面位移。
从这种干涉条纹的形状和分布来判断物体内部是否有缺陷。
两次曝光法是在一张全息片上进行两次曝光,记录了物体在发生变形之前和之后的表面光波。
这不但避免了实时法中全息图复位的困难,而且也避免了感光乳胶层收缩不稳定的影响,因为这时每一个全息图所受到的影响是相同的。
此外,此法系永久性记录。
其主要缺点是对于每一种加载量都需要摄制一张全息图,无法再同一张全息图上看到不同加载情况下物体表面的变形状态,这对于确定加载参数是比较费事的。
两次曝光法和实时法一样,在研究物体两种状态之间的变化时,其变化不能太大或者太小,要在全息干涉分析限度之内(几个、几十个波长)。