传统全息干涉计量中,由于银盐感板能够记录时间累积的光辐射能,从而形成了时间平均法研究振动的技术.虽然作为电荷耦合器件阵列的CCD采集图像的机理与银盐感光板不同,但理论及实验研究表明,也可以用数字全息成像方法实现振动分析.这里,介绍2005年法国研究人员报道的一个研究成果.
实验设置如图13-6-l0,物体为直径60mm的扬声器,被3700Hz的正弦波激励,置于离探测器距离为d0=1037mm处.连续输出的He—Ne激光被偏振分束镜分成参考光及照明光.调整在参考光路中立方分束镜之后的半波片,让照明物光及参考光均在S方向偏振.全息投影照明物光通过透镜L3扩束及全反镜反射投向物体,由物体散射的光波形成物光.穿过立方分束镜的全息投影参考光束在通过组合透镜L1和L2后被扩束成剖面与CCD窗口尺寸相适应的平面波.该列全息投影光波经半反半透镜反射到CCD形成参考光.全息投影参考光相对于光轴的角度通过对L2的精密平移控制实现.
实验研究中探测器CCD包含M×N=1024×1360个像素,像素宽度PX=Py=4.65μm.CCD曝光时间1s.图13—6—11(a),(b),(c)分别给出扬声器受低、中、高三种不同振幅激励时数字重建的时间平均干涉图像.
通过图像处理获得的与图13—6—11(a),(b),(c)对应的等高线图像分别示于图13—6—11(a'),(b'),(c').不难看出,数字全息成像的时间平均干涉测量在形式上得到与传统的全息检测相似的结果.为证实数字全息成像检测的可靠性,文献的作者用同样的参数进行了传统的数字全息成像实验,将实验获得的干涉图与数字全息成像重建全息影像图像进行比较.比较结果表明,两种方法得到的干涉图是相似的.不同之处是数字全息成像能够通过对作者提出的“过零点相位”的检测较方便地获取干涉图中的等高线,而传统全息图像只能通过灰度图像的处理来进行相应分析.当然,数字全息成像重建图像的分辨率还远不如传统图像.但这并未显著影响该方法的实用价值.