[發明專利]物體內斷面變形量測量系統

有效

• 申請號: 201811419092.1
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109540017B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 周奧豐;周延周
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，包括光源部、準直調節部、干涉部、參考面、分光聚焦部、采集記錄部和數據處理部；

所述光源部用于發出相干寬帶光，所述準直調節部用于將所述光源部發出的光準直并將調節后的光引導入射到所述干涉部，所述干涉部用于將光分成照射到被測物的一路光和照射到所述參考面的一路光，并將由被測物返回的反射光和由所述參考面返回的反射光匯合而發生干涉；

所述分光聚焦部用于將所述干涉部出射的干涉光分光形成光譜并聚焦，所述采集記錄部用于采集并記錄干涉光光譜，所述數據處理部用于根據所述采集記錄部記錄的干涉光光譜計算出被測物內斷面沿深度方向的變形量；

所述數據處理部具體用于：

按照以下公式描述所述采集記錄部記錄的干涉光光譜：

其中，I表示光強度，k＝2π/λ表示波數，λ表示波長，M表示被測物內參與干涉的斷面數量，φ_j0表示參考面與第j個斷面干涉時的初始相位，Λ_j表示參考面與第j個斷面之間的光程差，I_R表示參考面的反射光強度，I_j表示第j個斷面的反射光強度，DC表示直流分量，AC表示自相干分量；直流分量DC和自相干分量AC分別以以下公式描述：

其中，I₀表示參考面的反射光強度；

根據公式(1)，在不考慮干涉光光譜中的直流分量DC和自相干分量AC的情況下，計算干涉光光譜沿波數軸的變化頻率表示為：

根據公式(4)分別計算出被測物變形前后第j個斷面與參考面之間的光程差，并根據以下公式計算被測物變形前后第j個斷面的光程差變化量：

ΔΛ_j(t₁,t₂)＝Λ_j(t₂)-Λ_j(t₁)； (5)

其中，Λ_j(t₁)、Λ_j(t₂)分別表示被測物變形前后第j個斷面與參考面之間的光程差；

根據被測物變形前后第j個斷面的光程差變化量計算被測物變形前后第j個斷面的變形量。

2.根據權利要求1所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，所述準直調節部包括透鏡和/或柱面鏡。

3.根據權利要求1所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，在所述干涉部和所述分光聚焦部之間光路上設置有用于將所述干涉部出射的干涉光準直的光學元件。

4.根據權利要求1所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，所述分光聚焦部包括衍射光柵和聚焦透鏡組，所述衍射光柵用于將所述干涉部出射的干涉光分光形成光譜，所述聚焦透鏡組用于將干涉光光譜匯聚到所述采集記錄部。

5.根據權利要求4所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，所述聚焦透鏡組的焦距大于135mm。

6.根據權利要求4所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，所述聚焦透鏡組的焦距大于135mm且小于260mm。

7.根據權利要求1-6任一項所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，所述光源部發出的相干光為近紅外波段光。

8.根據權利要求1所述的物體內斷面變形量測量系統，其特征在于，測量被測物內斷面沿深度方向的變形量的測量分辨率表示為：

其中，λ_c表示光源部發出的相干寬帶光的中心波長。