[發(fā)明專利]一種利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測的方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910219056.5
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN101699272A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙建林;邸江磊;孫偉偉;王倩;焦向陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將激光束擴(kuò)束后照射在待測樣品的表面上，經(jīng)待測樣品表面反射后形成散射光；

步驟2：在與待測樣品表面平行，且與待測樣品同軸的空間平面上將待測樣品反射的散射光分成光強(qiáng)相等的兩束光；所述的兩束光相對于待測樣品軸線對稱，且兩束光之間角度為0.01°～20°；

步驟3：沿垂直于像素排列方向的像平面，以線陣CCD掃描得到兩束散射光形成的待測樣品表面的兩個(gè)錯(cuò)開的散斑像H₁；所述線陣CCD的像素排列方向與散斑像的錯(cuò)開方向平行；

步驟4：對包含待測樣品在內(nèi)的樣品周圍區(qū)域抽真空，重復(fù)步驟1至步驟3，得到待測樣品抽真空后像平面上的對應(yīng)兩束光所成兩個(gè)散斑像的另一幅圖像H₂；所述樣品周圍的相對真空度為0～100KPa；

步驟5：對抽真空前后的兩幅圖像H₁和H₂進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到圖像H₃；

步驟6：對圖像H₃采用均值濾波法或中值濾波法進(jìn)行濾波，去除出現(xiàn)的多條沿線陣CCD像素排列方向的與線陣CCD像素同寬的亮條紋得到圖像H₄；

步驟7：當(dāng)圖像H₄中出現(xiàn)蝴蝶斑形狀的干涉條紋時(shí)證明待測樣品出現(xiàn)損傷，否則證明待測樣品無損。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測方法，其特征在于：在步驟4中將待測樣品加熱或冷卻，使其溫度改變1～1000℃，得到樣品加熱后像平面上的對應(yīng)兩束光所成兩個(gè)散斑像的另一幅圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測方法，其特征在于：在步驟5中對變形前后的兩幅圖像進(jìn)行相減運(yùn)算，得到圖像H₃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測方法，其特征在于：在步驟3中，若以線陣CCD掃描得到兩束散射光形成的待測樣品表面的兩個(gè)錯(cuò)開的散斑像時(shí)，前后移動(dòng)線陣CCD得到不同清晰度的散斑像。

5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～4所述的利用數(shù)字剪切散斑干涉進(jìn)行無損檢測方法的裝置，其特征在于：包括激光器(1)、擴(kuò)束裝置(2)，剪切元件(4)，成像裝置(5)，線陣CCD(6)，微位移平臺(7)和計(jì)算機(jī)(8)；激光器(1)的光軸與被測物品的中心軸線呈0.01°～20°角度放置，在激光器(1)的光軸上與被測物品之間設(shè)置擴(kuò)束裝置(2)；在被測樣品反射光束的中心軸線上依次設(shè)置剪切元件(4)、成像裝置(5)和線陣CCD(6)；線陣CCD(6)固定于微位移平臺(7)上，線陣CCD(6)采集的圖像信號輸出至計(jì)算機(jī)(8)，計(jì)算機(jī)的控制信號輸出至微位移平臺(7)控制微位移平臺(7)的移動(dòng)；所述的線陣CCD位于樣品通過成像裝置(5)所成像的像平面上；所述的剪切元件(4)緊貼成像裝置(5)放置，調(diào)整經(jīng)過剪切元件(4)的兩束光相對于待測樣品軸線對稱，且兩束光之間角度為0.01°～20°；調(diào)整所述擴(kuò)束裝置(2)距被測樣品的位置使通過擴(kuò)束裝置(2)擴(kuò)束后的光束照明整個(gè)被測樣品表面。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：當(dāng)被測物品的表面為平面時(shí)，所述的擴(kuò)束裝置(2)為顯微物鏡，所述的剪切元件(4)為剪切角固定的光楔，所述的成像裝置(5)為凸透鏡，所述的微位移平臺(7)為一維方向移動(dòng)微位移平臺。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：當(dāng)被測物品的表面為非平面時(shí)，所述的擴(kuò)束裝置(2)為顯微物鏡，所述的成像裝置(5)為柱透鏡，所述的微位移平臺(7)為二維方向移動(dòng)微位移平臺。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：所述的激光器(1)采用氦氖激光器。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：所述的線陣CCD(6)為像素呈一維陣列分布的電荷耦合器件。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：所述的線陣CCD(6)為線陣CMOS。