用相干光的雷射散斑法因受入射光強度和測試區域等條件的局限，在工程套用中受到許多限制。如果在物面上人為地製造細微的斑點，改用白光，即非相干光照射人工斑化的物面，在同一張全息底片上，用兩次曝光法記錄斑點在變形前後的像。經顯影和定影等處理後，獲得散斑圖，它是全場人工斑點在位移前後的像的永久記錄。這種用白光記錄變形前後全場人工斑點的像，而不是記錄表面各個點光源子波相互干涉所形成的散斑場的方法，稱為白光散斑法。至於信息的提取，仍然採用逐點或全場分析法。
基本介紹
- 中文名：白光散斑法
- 外文名：white-light speckle method
- 定義：利用白光進行散斑的方法
- 套用學科：力學術語
- 範疇：數理科學
- 涉及：結構分析光測力學
療法簡介,白光散斑法主要的實驗技術,物面的人工斑化,照相機鏡頭的選擇,記錄介質的選擇,白光散斑照相法的截止頻率,
療法簡介
用相干光的雷射散斑法因受入射光強度和測試區域等條件的局限，在工程套用中受到許多限制。如果在物面上人為地製造細微的斑點，改用白光，即非相干光照射人工斑化的物面，在同一張全息底片上，用兩次曝光法記錄斑點在變形前後的像。經顯影和定影等處理後，獲得散斑圖，它是全場人工斑點在位移前後的像的永久記錄。這種用白光記錄變形前後全場人工斑點的像，而不是記錄表面各個點光源子波相互干涉所形成的散斑場的方法，稱為白光散斑法。至於信息的提取，仍然採用逐點或全場分析法。
白光散斑法保留了雷射散斑法無損、非接觸式全場量測和適用於各種材料及表面等優點，最重要的是由於改用了白光光源，可以獲得大範圍高強度的光場，從而帶來了設備簡單、經濟、靈敏度可以在較大範圍內調整、適用於較高溫度下進行測試和現場大型結構物上套用等一系列優點。
白光散斑法主要的實驗技術
物面的人工斑化
因為白光是非相干光，其反射光的子波在空間不相干，故需要對待測表面作人工斑化處理，常用的有下列幾種。
（1）噴塗銀粉
適用於金屬、工程塑膠、玻璃鋼等複合材料。不論是噴塗或刷塗，一定要薄面均勻，這才能保證記錄光強的一致性。
（2）細微致斑
主要用於混凝土、水泥製品等表面。可用帶有顏色的液體噴灑在表面上，使之形成黑白相間的斑點，看起來是布滿連續斑點的整體。套用時應根據試件的大小、記錄鏡頭的解析度、記錄位置等條件來設計斑點的大小，以保證正確的測量。
（3）拋光打毛
在金屬表面採用直接記錄時效果較好。拋光後的表面要求具有隨機平穩的斑化結構。條紋質量和靈敏度的可調範圍與拋光處理的手段密切相關。
（4）人造薄片
在直接記錄時，有些構件表面不允許拋光打毛或噴塗制斑，這時可用人造薄片的方法。要求薄片質地細膩，反射率高，有精細的光學結構，達到與金屬表面拋光處理後的效果。
照相機鏡頭的選擇
為了能分辨微小斑點照相成像，照相機鏡頭要求有較高的解析度。照相記錄時，可以採用製版鏡頭。如果位移較大時，斑點顆粒可以相對大一些，鏡頭的解析度可以稍低一些。白光散斑法的靈敏度取決於成像透鏡的解析度，位移越小，對解析度的要求越高。若已有鏡頭的解析度不很高，但所測的位移又較小時，可以用人為給定已知的附加剛體位移的方法，適當加大斑點距離，以達到在低解析度情況下測量小位移的目的。在曲面三維位移測量時，這樣做要特別謹慎。
記錄介質的選擇
記錄介質對被攝物細節的分辨能力稱為解像力。記錄介質上感光的顆粒越細、膜越薄，解像力就越高。對於小位移測量，要求有高的解像力。通常選用定數小的底片，如8以下的底片比較好。為了獲得高質量的散斑條紋圖，一般用全息底片來作記錄介質。
白光散斑照相法的截止頻率
白光散斑法記錄系統是一種非相干光成像系統。當用白光入射於人工斑化表面時，通過透鏡成像，對全息底片作兩次曝光，記錄兩種狀態下試件表面全場斑點的像，經過顯影、定影、沖洗和晾乾後，獲得相應的主觀散斑圖。這時，記錄系統是光強的線性迭加系統，它滿足
可見：對於非相干光學系統，存在著一個截止頻率，其大小與光瞳孔徑成正比。截止頻率以外的高頻成分，透鏡不能接納，也就是說，透鏡解析度受到有限大小孔徑的限制。所以用照相機記錄散斑時，存在物鏡解析度的問題，物鏡解析度越高，靈敏度也越高。
當然，也可以用直接記錄的方法得到客觀散斑圖。因為這種方法不用透鏡，所以有寬廣的頻率範圍，條紋質量容易保證，但在一般曲面上難以套用。
