[發明專利]一種基于莫爾條紋方程驗證和調節光柵平行的方法

有效

• 申請號: 202011631381.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112781502B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 陳云云;索嘉琦;徐夢
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 金子娟

1.一種基于莫爾條紋方程驗證和調節光柵平行的方法，實施于基于莫爾層析技術檢測流場的實驗裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S1:所述實驗裝置的光路系統包括一對光柵，分別為光柵G₁和光柵G₂，設靠近光源的光柵G₁為參照光柵，光柵G₂為待調節光柵；

S2：確定三維坐標系

以光柵G₁的中心為坐標原點，光路傳播的方向為水平面上的z軸向，x軸向為水平面上與z軸向垂直的方向，y軸向即為垂直于水平面的方向；

S3：將兩光柵的柵線方向分別設置為與所述y軸呈+α/2和-α/2的夾角；

S4：確定標準條紋間距：

假設在光柵G₁前表面的光波相位為兩光柵面平行時，一級濾波下的條紋方程可被表示為：

其中，Q為整數，d為光柵常數，Δ為光柵G₁和光柵G₂的間距，λ為探測光波波長，x和y為接收屏上任意一點的理論坐標；

則對應的標準條紋間距p為：

S5：驗證平行度

假設通過光柵G₂繞x軸旋轉一個角度θ，使得兩個光柵面不平行，可得：

x'＝x

y'＝ycosθ

Δ'＝Δ+ysinθ (3)

其中，x',y',Δ'分別表示當兩光柵面不平行時，所述接收屏上任意一點的實際坐標，以及兩光柵的實際間距；

將式(3)代入式(1),則此時光柵方程可被表示為：

對應的條紋間距p'為：

比對條紋間距p'和條紋間距p，若p'與p一致，則表示兩光柵面的平行度達標，即二者差值在實驗允許的誤差范圍內；若p'與p不一致，則表示兩光柵面的平行度不達標，則進入步驟S6；

S6：實施調節

以標準條紋間距p為調整目標，調節所述光柵G₂相對x軸旋轉的角度，直至計算獲得的p'與p一致。

2.根據權利要求1所述的一種基于莫爾條紋方程驗證和調節光柵平行的方法，其特征在于：

步驟S5中，平面波照射下，沒有待測場時，若兩個光柵面不平行，條紋間距p'可表示為：

其中，γ表示平面波傳播方向與x軸的夾角。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于莫爾條紋方程驗證和調節光柵平行的方法，其特征在于：

所述Δ應滿足Talbot距離，即有Δ＝jd²/λ，j＝0,1,2,…。