傳統(tǒng)全息干涉計(jì)量中,由于銀鹽感板能夠記錄時(shí)間累積的光輻射能,從而形成了時(shí)間平均法研究振動的技術(shù).雖然作為電荷耦合器件陣列的CCD采集圖像的機(jī)理與銀鹽感光板不同,但理論及實(shí)驗(yàn)研究表明,也可以用數(shù)字全息成像方法實(shí)現(xiàn)振動分析.這里,介紹2005年法國研究人員報(bào)道的一個研究成果.
實(shí)驗(yàn)設(shè)置如圖13-6-l0,物體為直徑60mm的揚(yáng)聲器,被3700Hz的正弦波激勵,置于離探測器距離為d0=1037mm處.連續(xù)輸出的He—Ne激光被偏振分束鏡分成參考光及照明光.調(diào)整在參考光路中立方分束鏡之后的半波片,讓照明物光及參考光均在S方向偏振.全息投影照明物光通過透鏡L3擴(kuò)束及全反鏡反射投向物體,由物體散射的光波形成物光.穿過立方分束鏡的全息投影參考光束在通過組合透鏡L1和L2后被擴(kuò)束成剖面與CCD窗口尺寸相適應(yīng)的平面波.該列全息投影光波經(jīng)半反半透鏡反射到CCD形成參考光.全息投影參考光相對于光軸的角度通過對L2的精密平移控制實(shí)現(xiàn).
實(shí)驗(yàn)研究中探測器CCD包含M×N=1024×1360個像素,像素寬度PX=Py=4.65μm.CCD曝光時(shí)間1s.圖13—6—11(a),(b),(c)分別給出揚(yáng)聲器受低、中、高三種不同振幅激勵時(shí)數(shù)字重建的時(shí)間平均干涉圖像.
通過圖像處理獲得的與圖13—6—11(a),(b),(c)對應(yīng)的等高線圖像分別示于圖13—6—11(a'),(b'),(c').不難看出,數(shù)字全息成像的時(shí)間平均干涉測量在形式上得到與傳統(tǒng)的全息檢測相似的結(jié)果.為證實(shí)數(shù)字全息成像檢測的可靠性,文獻(xiàn)的作者用同樣的參數(shù)進(jìn)行了傳統(tǒng)的數(shù)字全息成像實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)獲得的干涉圖與數(shù)字全息成像重建全息影像圖像進(jìn)行比較.比較結(jié)果表明,兩種方法得到的干涉圖是相似的.不同之處是數(shù)字全息成像能夠通過對作者提出的“過零點(diǎn)相位”的檢測較方便地獲取干涉圖中的等高線,而傳統(tǒng)全息圖像只能通過灰度圖像的處理來進(jìn)行相應(yīng)分析.當(dāng)然,數(shù)字全息成像重建圖像的分辨率還遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)圖像.但這并未顯著影響該方法的實(shí)用價(jià)值.