專利名稱：一種三維電子散斑干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維電子散斑干涉儀，尤其涉及一種同時具有時間相移和空間相移功能的三維電子散斑干涉儀。
背景技術(shù)：
電子散斑干涉測量技術(shù)是近幾十年來發(fā)展的一種精確檢測物體由于變形導(dǎo)致的表面各點(diǎn)位移的光學(xué)測試技術(shù)。如圖1所示為一種電子散斑干涉儀原理圖。激光束由分束鏡111透過的一束，被反射鏡121反射并經(jīng)由擴(kuò)束鏡131擴(kuò)束照明物面14，物面14散射的激光被透鏡122成像到攝像機(jī)15的接收面上。由分束鏡111反射的另一束光被角錐棱鏡16反射到反射鏡123上，經(jīng)擴(kuò)束鏡132擴(kuò)束后，由分束鏡113轉(zhuǎn)向，與物光合束到攝像機(jī)靶面上，成為參考光R。角錐棱鏡16可以前后移動以調(diào)節(jié)光程，保證兩束光直接的相干性。由物表面14散射的激光成像到攝像機(jī)靶面上成為主觀散斑場與參考光R相干涉，形成散斑干涉場。
假如變形前物光束在攝像機(jī)靶面某點(diǎn)形成的光振動復(fù)振幅為A11＝a11expjφ11，參考光復(fù)振幅為A21＝a21expjφ21，則在該點(diǎn)的合成光強(qiáng)為合成光強(qiáng)為I1＝a211+a221+2a11a21cos(φ11-φ21)當(dāng)物表面14發(fā)生形變后，參考光R復(fù)振幅A22＝A21沒有顯著變化。當(dāng)物光束在物表面發(fā)生變形時，離面位移會造成物光復(fù)振幅的總的相位改變Δφ，因而有A12＝a11expj(φ11+Δφ)。變形后該點(diǎn)合成光強(qiáng)為I2＝a211+a221+2a11a21cos(φ11-φ21+Δφ)當(dāng)Δφ為π的偶數(shù)倍時，變形前后散斑干涉圖不發(fā)生變化。當(dāng)Δφ為π的奇數(shù)倍時，變形前后合成光強(qiáng)最大。由于Δφ為物表面14離面位移的函數(shù)，散斑干涉圖的變化情況就反映了物面變化情況。將變形前后兩幅散斑干涉圖疊加在一起，將得到與Δφ有關(guān)的條紋。計算機(jī)17上包含有專用于采集散斑干涉圖像的軟件(例如Photo Mechanics Tools)和專用于計算和處理散斑干涉圖像的軟件(例如PMTools)，可以獲得Δφ和與Δφ有關(guān)的物表面14變形信息，在顯示器18上顯示結(jié)果。
上述的測量方法只測量物體的一個方向的變形，而物體的變形是三維的，現(xiàn)有的電子散斑干涉儀可測量物體的三維變形，其中有Steibichler公司的三維電子散斑干涉儀和Ettemeyer公司的三維電子散斑干涉儀。
請參閱圖2的Steibichler公司的三維電子散斑干涉儀光路圖，從圖中光路可見，Steibichler公司采用三束激光照射，激光A和B位于xoy平面內(nèi)，它們和z軸的夾角分別為α、β。激光A、B各自的散斑干涉可以分別獲得同時包含U、W場位移信息的條紋；另一激光束C位于xoz平面內(nèi)，它和z軸的夾角為γ，激光束C的散斑干涉可獲得反映V和W的方程。通過聯(lián)立三個方程可求出U、V和W場的位移。由于這種散斑干涉儀所獲得的三維場分量并不獨(dú)立，要通過程序解得三維場分量，因此帶來較大誤差。
請參閱圖3的Ettemeyer公司的三維電子散斑干涉儀光路圖，從圖中光路可見，可以直接獨(dú)立得到U和V場，但是W場如圖所示只能利用非垂直入射的光作為物光，再引入?yún)⒖脊猓虼薟場不是獨(dú)立的，其中必然包括U場分量，這樣W場分量有誤差，然而W場是測量中很重要的分量。該儀器的缺點(diǎn)就在于W場分量有誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種可直接獲得純粹U、V、W場的干涉條紋的三維電子散斑干涉儀，該儀器還具有時間相移和空間相移功能。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種三維電子散斑干涉儀，包括儀器框架和安裝在框架上的儀器，其特點(diǎn)是，所述儀器包括至少一激光器、一第一旋轉(zhuǎn)反射鏡、W場光路、U場光路、V場光路、以及一干涉接收機(jī)構(gòu)；所述激光器發(fā)出特定波長的單模激光；所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡設(shè)于所述激光器光路上，使從激光器發(fā)射的激光反射至W場光路、或U場光路、或者V場光路；所述干涉接收機(jī)構(gòu)設(shè)于儀器框架中心，與被測物表面正對；所述W場光路包括
一分光元件，設(shè)于第一旋轉(zhuǎn)反射鏡反射光路上，將激光分為兩束；W場的時間相移光路，包括設(shè)置在分光元件的透射光路上的第一擴(kuò)束鏡、分光鏡以及用于引導(dǎo)光束的一第二旋轉(zhuǎn)反射鏡和至少一反射鏡；所述分光鏡設(shè)于干涉接收機(jī)構(gòu)與被測物表面之間，將光束分別透射和反射給被測物表面和一參考面，并將被測物表面和參考面的反射光分別透射和反射給干涉接收機(jī)構(gòu)；W場的時間相移光路還包括一W場相移器，其設(shè)于所述參考面后；W場的空間相移物光光路，包括一第二擴(kuò)束鏡和一設(shè)于第二擴(kuò)束鏡出射光路上的W場載波片；所述擴(kuò)束鏡將第二旋轉(zhuǎn)反射鏡的反射光擴(kuò)束后，經(jīng)W場載波片照射所述被測物表面；W場空間相移參考光路，包括設(shè)置在分光元件的反射光路上的雙偏振片、光閘、一第三擴(kuò)束鏡、一漫射鏡以及用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；從所述第三擴(kuò)束鏡透射的激光經(jīng)所述漫射鏡射至所述干涉接收機(jī)構(gòu)；所述U場光路包括一分光鏡、第一、第二擴(kuò)束鏡和用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；所述多個反射鏡包括對稱設(shè)于儀器框架左右兩側(cè)的第一反射鏡和第二反射鏡，所述多個反射鏡將自分光鏡透射和反射的光分別自第一反射鏡和第二反射鏡射出，并匯聚到所述被測物表面，所述第一、第二擴(kuò)束鏡分別設(shè)于所述第一反射鏡和第二反射鏡的入射光路上；U場光路還包括U場相移器，設(shè)于第一反射鏡后；U場載波片，設(shè)于第二反射鏡和第二擴(kuò)束鏡之間；所述V場光路包括一分光鏡、第一、第二擴(kuò)束鏡和用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；所述多個反射鏡包括對稱設(shè)于儀器框架上下兩側(cè)的第一反射鏡和第二反射鏡，所述多個反射鏡將自分光鏡透射和反射的光分別自第一反射鏡和第二反射鏡射出，并匯聚到所述被測物表面，所述第一、第二擴(kuò)束鏡分別設(shè)于所述第一反射鏡和第二反射鏡的入射光路上；V場光路還包括V場相移器，設(shè)于第一反射鏡后；V場載波片，設(shè)于第二反射鏡和第二擴(kuò)束鏡之間；所述W場載波片、U場載波片、V場載波片各與一步進(jìn)電機(jī)傳動相連。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，所述干涉接收機(jī)構(gòu)包括由前到后設(shè)于儀器框架中心處的Zoom鏡頭、分光鏡和CCD，所述CCD與一計算機(jī)連接。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，在所述W場的時間相移光路中，第二旋轉(zhuǎn)反射鏡、一反射鏡、第一擴(kuò)束鏡、分光鏡按光路方向設(shè)置在所述分光元件的透射光路上；所述分光元件的透射光經(jīng)過第二旋轉(zhuǎn)反射鏡反射至第一擴(kuò)束鏡后，再經(jīng)反射鏡反射至分光鏡中。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，在所述W場的空間相移參考光路中，兩反射鏡、雙偏振片、光閘、一反射鏡、第三擴(kuò)束鏡、漫射鏡按光路方向設(shè)置在所述分光元件的反射光路上；所述分光元件的反射光經(jīng)過兩個反射鏡反射后，通過雙偏振片，再經(jīng)一反射鏡反射至第三擴(kuò)束鏡上，擴(kuò)束后經(jīng)漫射鏡射至所述干涉接收機(jī)構(gòu)。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，在所述U場光路中，從所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡發(fā)射的光經(jīng)過兩個反射鏡后反射給分光鏡分成兩束，其中一束經(jīng)過三個反射鏡反射，經(jīng)第一擴(kuò)束鏡射至第一反射鏡，另一束經(jīng)第二擴(kuò)束鏡和U場載波片，射至第二反射鏡。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，在所述V場光路中，從所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡發(fā)射的光射至分光鏡分成兩束，其中一束經(jīng)第一擴(kuò)束鏡射至第一反射鏡，另一束經(jīng)過三個反射鏡反射后，經(jīng)第二擴(kuò)束鏡和V場載波片射至第二反射鏡。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，所述漫射鏡由設(shè)于所述干涉接收機(jī)構(gòu)的分光鏡上側(cè)的漫射面構(gòu)成。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，所述參考面由一漫反射面構(gòu)成，其設(shè)于緊貼所述W場的時間相移光路的分光鏡下側(cè)。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，所述W場的時間相移光路的第二旋轉(zhuǎn)反射鏡可以旋轉(zhuǎn)，以將來自所述光楔的透射光反射給所述W場的空間相移物光光路的第二擴(kuò)束鏡。
所述的三維電子散斑干涉儀，其中，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡和反射鏡均由電子槍膜高能全反射鏡構(gòu)成。
本發(fā)明通過三個場光路分別獲得獨(dú)立的U場、V場、W場位移分量，既簡化了程序運(yùn)算，又能獲得更高的精確度，同時可以采用時間相移方法或者空間相移方法測量被測物的三維位移量，實現(xiàn)三維直接測量結(jié)果數(shù)字化。


以下結(jié)合

本發(fā)明具體實施方式
，其中
圖1是一種電子散斑干涉儀的原理圖；圖2是Steibichler公司的三維電子散斑干涉儀光路示意圖；圖3是Ettemeyer公司的三維電子散斑干涉儀光路示意圖；圖4是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的W場光路系統(tǒng)示意圖；圖6是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的W場時間相移光路示意圖；圖7是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的W場空間相移光路示意圖；圖8是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的U場光路系統(tǒng)示意圖；圖9是本發(fā)明三維電子散斑干涉儀的V場光路系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖4，本發(fā)明的三維電子散斑干涉儀包括儀器框架20和安裝在框架上的儀器，這些儀器包括激光器30、一第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31、一第三旋轉(zhuǎn)反射鏡32、W場光路40、U場光路50、V場光路60、以及一干涉接收機(jī)構(gòu)70。
激光器30用于發(fā)出激光，它采用一個532nm泵浦激光器，這種激光器具有體積小、功率大、重量輕、單模輸出、相干長度長的特點(diǎn)，可以使整個儀器結(jié)構(gòu)更為緊湊。激光器30發(fā)出的激光利用帶有機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置的第一旋轉(zhuǎn)全反射鏡31的旋轉(zhuǎn)，并和第三旋轉(zhuǎn)反射鏡32配合，以分別使從激光器發(fā)射的激光分別反射至W場光路40、U場光路50、或者V場光路60。
干涉接收機(jī)構(gòu)70包括由前到后設(shè)于儀器框架中心處的Zoom鏡頭71、分光鏡72和CCD 73。
儀器框架20的上、下、左、右以及中心處各設(shè)有一開口。其中水平左右兩側(cè)的開口用于U場光路50光出射至正對儀器框架20中心的被測物表面21(圖8)上；上下兩側(cè)開口用于各將V場光路60光出射至正對儀器框架20中心的被測被測物表面21(圖9)上。儀器中心處的開口用于W場光的發(fā)射。
W場光路40包括一分光元件41、W場的時間相移光路42、W場的空間相移物光光路43、以及W場空間相移參考光路44。其中分光元件41由一光楔構(gòu)成，其設(shè)于第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31的反射光路上，將激光分為兩束。
W場的時間相移光路42包括按光路方向設(shè)置在分光元件31的透射光路上的第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421、第一擴(kuò)束鏡422、反射鏡423和分光鏡424。分光元件41的透射光經(jīng)過第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421反射至第一擴(kuò)束鏡422后，再經(jīng)反射423鏡反射至分光鏡424中。分光鏡424設(shè)于干涉接收機(jī)構(gòu)70與被測物表面21之間，用于將光束分別透射給被測物表面，反射給一參考面23，并將被測物表面21和參考面23的反射光分別透射和反射給干涉接收機(jī)構(gòu)70。一參考面23是一個貼設(shè)于分光鏡424下側(cè)的漫反射面。
W場的時間相移光路42還包括一W場相移器425，其設(shè)于參考面23后，用于使參考面23的反射光產(chǎn)生相移。
請參閱圖6，作時間相移時，光閘444推下，激光器30出光，經(jīng)第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31，透過分光元件41(另一路反射光由于光閘444的遮擋而不起作用)，經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421，到第一擴(kuò)束鏡422，擴(kuò)束后反射進(jìn)入分光鏡424，在分光鏡424中分成反射光和透射光，反射光照在被測物表面21反射回來作為物光；透射光照在W場參考面23上，反射回來作為參考光，物光和參考光在CCD 73上干涉得到圖像。由于激光是垂直入射和接收的，因此這樣的W場是純粹的。
當(dāng)被測物加載而變形后(適當(dāng)?shù)妮d荷可以產(chǎn)生清晰的變形條紋)，利用電源驅(qū)動W場相移器425產(chǎn)生相移，利用軟件(Photo Mechanics Tools，PM Tools)采集四幅圖像并計算和處理，即可獲得變形量。
W場的空間相移物光光路43包括一第二擴(kuò)束鏡431和一設(shè)于第二擴(kuò)束鏡出射光路上的W場載波片432。第二擴(kuò)束鏡431設(shè)于分光鏡424附近，第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421可以旋轉(zhuǎn)，以將來自分光元件41的透射光反射給第二擴(kuò)束鏡431。第二擴(kuò)束鏡431將第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421的反射光擴(kuò)束后，經(jīng)過W場載波片432，射至被測物表面21。W場載波片432與一個步進(jìn)電機(jī)傳動相連。
W場空間相移參考光路44包括按光路方向設(shè)置在分光元件41的反射光路上的兩反射鏡441、442、雙偏振片443、光閘444、一反射鏡445、第三擴(kuò)束鏡446、漫射鏡447。分光元件41的反射光經(jīng)過兩個反射鏡441、442反射后，通過雙偏振片443，再經(jīng)一反射鏡445反射至第三擴(kuò)束鏡446上，擴(kuò)束后經(jīng)漫射鏡447射至干涉接收機(jī)構(gòu)70的分光鏡72，經(jīng)分光鏡72反射后由CCD73接收。漫射鏡447為設(shè)在分光鏡72上側(cè)的漫射面。
請參閱圖7，作空間相移時，將光閘444拉上，將W場的時間相移光路42的分光鏡424連同參考面23、W場相移器425取下，調(diào)節(jié)Zoom鏡頭71及CCD 73使成像清晰。激光器30出光，經(jīng)第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31，透過分光元件41，經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)反射鏡421，到第二擴(kuò)束鏡431，擴(kuò)束后照在被測物表面反射回來作為物光；在分光元件41表面的另一路反射光經(jīng)兩個反射鏡441、442的反射光路提升，再經(jīng)過雙偏振片443，改變光強(qiáng)大小和偏振方向，用以調(diào)節(jié)物光和參考光的光強(qiáng)比，又經(jīng)反射鏡445反射后，再在第二擴(kuò)束鏡446中擴(kuò)束，擴(kuò)束光照在設(shè)于干涉接收機(jī)構(gòu)80的分光鏡82的漫射面447上，經(jīng)分光鏡72反射作為參考光，物光和參考光在CCD 73上干涉。這樣的W場在角度很小的情況下幾乎為垂直入射，其他分量可以忽略不計。
利用步進(jìn)電機(jī)自動控制W場載波片432轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生均勻直線載波條紋，利用軟件采集首幅載波圖像，對被測物21加載后再利用軟件(Photo Mechanics Tools)采集第二幅載波加變形圖像，最后利用另一軟件(PM Tools)計算和處理該兩幅圖像。
U場光路50包括一分光鏡51、第一、第二擴(kuò)束鏡52、53、第一、第二反射鏡54、55、其他反射鏡561～565以及U場相移器57、U場載波片58。從第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31發(fā)射的光先經(jīng)第三旋轉(zhuǎn)反射鏡32反射，再經(jīng)過兩個反射鏡561、562兩次反射給分光鏡51分成兩束，其中一束經(jīng)過三個反射鏡563、564、565三次反射，經(jīng)第一擴(kuò)束鏡52射至第一反射鏡54，另一束經(jīng)第二擴(kuò)束鏡53和U場載波片58，射至第二反射鏡55。激光自第一反射鏡54和第二反射鏡55射出，并匯聚到被測物表面21。U場相移器57設(shè)于第一反射鏡54后，用于使第一反射鏡54的反射光產(chǎn)生相移。
V場光路60包括一分光鏡61、第一、第二擴(kuò)束鏡62、63、第一、第二反射鏡64、65、其他反射鏡661～663以及V場相移器67、V場載波片68。從第一旋轉(zhuǎn)反射鏡31發(fā)射的光先經(jīng)第三旋轉(zhuǎn)反射鏡32反射，再經(jīng)過分光鏡61分成兩束，其中一束經(jīng)第一擴(kuò)束鏡62射至第一反射鏡64，另一束經(jīng)過三個反射鏡661～663反射后，經(jīng)第二擴(kuò)束鏡63和V場載波片68射至第二反射鏡65。激光從第一反射鏡64和第二反射鏡65射出，并匯聚到被測物表面21。V場相移器67設(shè)于第一反射鏡64后，用于使第一反射鏡64的反射光產(chǎn)生相移。
作U場或V場的時間相移實驗時，保持載波片58或68垂直于光線不動(或通電使其步進(jìn)電機(jī)自鎖)，對被測物加載后，利用電源驅(qū)動相移器57或67產(chǎn)生相移，利用軟件采集四幅圖像并計算和處理。
作U場或V場的空間相移實驗時，保持相移器57或67電壓(或斷開其電源)，控制載波片58或68轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生均勻直線載波條紋，利用軟件采集首幅載波圖像，對被測物加載后再利用軟件采集第二幅載波加變形圖像，并利用另一軟件計算和處理。
本發(fā)明的實施例中，各旋轉(zhuǎn)反射鏡和各個反射鏡均由電子槍膜高能全反射鏡構(gòu)成，使激光反射過程中能量損失盡量小。
權(quán)利要求
1.一種三維電子散斑干涉儀，包括儀器框架和安裝在框架上的儀器，其特征在于，所述儀器包括至少一激光器、一第一旋轉(zhuǎn)反射鏡、W場光路、U場光路、V場光路、以及一干涉接收機(jī)構(gòu)；所述激光器發(fā)出特定波長的單模激光；所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡設(shè)于所述激光器光路上，使從激光器發(fā)射的激光反射至W場光路、或U場光路、或者V場光路；所述干涉接收機(jī)構(gòu)設(shè)于儀器框架中心，與被測物表面正對；所述W場光路包括一分光元件，設(shè)于第一旋轉(zhuǎn)反射鏡反射光路上，將激光分為兩束；W場的時間相移光路，包括設(shè)置在分光元件的透射光路上的第一擴(kuò)束鏡、分光鏡以及用于引導(dǎo)光束的一第二旋轉(zhuǎn)反射鏡和至少一反射鏡；所述分光鏡設(shè)于干涉接收機(jī)構(gòu)與被測物表面之間，將光束分別透射和反射給被測物表面和一參考面，并將被測物表面和參考面的反射光分別透射和反射給干涉接收機(jī)構(gòu)；W場的時間相移光路還包括一W場相移器，其設(shè)于所述參考面后；W場的空間相移物光光路，包括一第二擴(kuò)束鏡和一設(shè)于第二擴(kuò)束鏡出射光路上的W場載波片；所述擴(kuò)束鏡將第二旋轉(zhuǎn)反射鏡的反射光擴(kuò)束后，經(jīng)W場載波片照射所述被測物表面；W場空間相移參考光路，包括設(shè)置在分光元件的反射光路上的雙偏振片、光閘、一第三擴(kuò)束鏡、一漫射鏡以及用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；從所述第三擴(kuò)束鏡透射的激光經(jīng)所述漫射鏡射至所述干涉接收機(jī)構(gòu)；所述U場光路包括一分光鏡、第一、第二擴(kuò)束鏡和用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；所述多個反射鏡包括對稱設(shè)于儀器框架左右兩側(cè)的第一反射鏡和第二反射鏡，所述多個反射鏡將自分光鏡透射和反射的光分別自第一反射鏡和第二反射鏡射出，并匯聚到所述被測物表面，所述第一、第二擴(kuò)束鏡分別設(shè)于所述第一反射鏡和第二反射鏡的入射光路上；U場光路還包括U場相移器，設(shè)于第一反射鏡后；U場載波片，設(shè)于第二反射鏡和第二擴(kuò)束鏡之間；所述V場光路包括一分光鏡、第一、第二擴(kuò)束鏡和用于引導(dǎo)光束的多個反射鏡；所述多個反射鏡包括對稱設(shè)于儀器框架上下兩側(cè)的第一反射鏡和第二反射鏡，所述多個反射鏡將自分光鏡透射和反射的光分別自第一反射鏡和第二反射鏡射出，并匯聚到所述被測物表面，所述第一、第二擴(kuò)束鏡分別設(shè)于所述第一反射鏡和第二反射鏡的入射光路上；V場光路還包括V場相移器，設(shè)于第一反射鏡后；V場載波片，設(shè)于第二反射鏡和第二擴(kuò)束鏡之間；所述W場載波片、U場載波片、V場載波片各與一步進(jìn)電機(jī)傳動相連。
2.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，所述干涉接收機(jī)構(gòu)包括由前到后設(shè)于儀器框架中心處的Zoom鏡頭、分光鏡和CCD，所述CCD與一計算機(jī)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，在所述W場的時間相移光路中，第二旋轉(zhuǎn)反射鏡、一反射鏡、第一擴(kuò)束鏡、分光鏡按光路方向設(shè)置在所述分光元件的透射光路上；所述分光元件的透射光經(jīng)過第二旋轉(zhuǎn)反射鏡反射至第一擴(kuò)束鏡后，再經(jīng)反射鏡反射至分光鏡中。
4.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，在所述W場的空間相移參考光路中，兩反射鏡、雙偏振片、光閘、一反射鏡、第三擴(kuò)束鏡、漫射鏡按光路方向設(shè)置在所述分光元件的反射光路上；所述分光元件的反射光經(jīng)過兩個反射鏡反射后，通過雙偏振片，再經(jīng)一反射鏡反射至第三擴(kuò)束鏡上，擴(kuò)束后經(jīng)漫射鏡射至所述干涉接收機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，在所述U場光路中，從所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡發(fā)射的光經(jīng)過兩個反射鏡后反射給分光鏡分成兩束，其中一束經(jīng)過三個反射鏡反射，經(jīng)第一擴(kuò)束鏡射至第一反射鏡，另一束經(jīng)第二擴(kuò)束鏡和U場載波片，射至第二反射鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，在所述V場光路中，從所述第一旋轉(zhuǎn)反射鏡發(fā)射的光射至分光鏡分成兩束，其中一束經(jīng)第一擴(kuò)束鏡射至第一反射鏡，另一束經(jīng)過三個反射鏡反射后，經(jīng)第二擴(kuò)束鏡和V場載波片，射至第二反射鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，所述漫射鏡由設(shè)于所述干涉接收機(jī)構(gòu)的分光鏡上側(cè)的漫射面構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，所述參考面由一漫反射面構(gòu)成，其設(shè)于緊貼所述W場的時間相移光路的分光鏡下側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，所述W場的時間相移光路的第二旋轉(zhuǎn)反射鏡可以旋轉(zhuǎn)，以將來自所述分光元件的透射光反射給所述W場的空間相移物光光路中的第二擴(kuò)束鏡。
10.如權(quán)利要求1所述的三維電子散斑干涉儀，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡和反射鏡均由電子槍膜高能全反射鏡構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種三維電子散斑干涉儀，包括儀器框架和安裝在框架上的儀器，所述儀器包括至少一激光器、一第一旋轉(zhuǎn)反射鏡、W場光路、U場光路、V場光路、以及一干涉接收機(jī)構(gòu)；其中包括U場、V場、W場光路的出射光互相正交，每個場光路上都設(shè)置有用于時間相移的相移器和用于空間相移的載波片及其步進(jìn)電機(jī)。本發(fā)明通過三個場光路分別獲得獨(dú)立的U場、V場、W場位移分量，既簡化了程序運(yùn)算，又能獲得更高的精確度，同時可以采用時間相移方法或者空間相移方法測量被測物的三維位移量，實現(xiàn)三維直接測量結(jié)果數(shù)字化。
文檔編號G01B9/02GK1815136SQ20061002446
公開日2006年8月9日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者張熹, 陸鵬, 吳君毅, 夏遠(yuǎn)富 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所