РД 50-408-83 Методические указания. Методика выполнения голографических интерференционных измерений с устранением спекл-шума

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ С УСТРАНЕНИЕМ

СПЕКЛ-ШУМА

РД 50-408-83

Москва
ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
1984

РАЗРАБОТАНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ

Б. М. Степанов (руководитель темы), С, В. Александровский, Н. Г. Власов, С. Г. Галкин, И. Н. Гусева, В. А. Дроздов, В. И. Сачков, А. Е. Штанько

ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам Член Госстандарта Л. К. Исаев

УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 мая 1983 г. № 2450

РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Методика выполнения голографических интерференционных измерений с устранением спекл-шума

РД 50-408-83

Введены впервые

Утверждены Постановлением Госстандарта от 31 мая 1983 г. № 2450, срок введения установлен с 01-07.84 г.

Настоящие методические указания предназначены для устранения спекл-шума в голографической интерферометрии при выполнении измерений в диффузно-когерентном излучении, что позволяет получать интерферограммы с повышенным контрастом интерференционных полос. Методические указания распространяются на все виды голографических интерференционных измерений, в которых исследуются диффузно отражающие объекты. Одно из основных применений — получение информации о распределении смещений по поверхности деформируемого объекта, необходимой для расчета полей смещений и деформаций различных материалов и изделий. Размеры поверхности до 100x100 мм.

1. ВВЕДЕНИЕ

Под термином «спекл-шум» или «спекл-структура» понимают случайную пространственную модуляцию интенсивности, возникающую, в частности, в плоскости изображения диффузно рассеивающего объекта (изделия) при освещении его когерентным или частично когерентным излучением. Образование спекл-шума в плоскости изображения диффузно рассеивающего объекта объясняется усреднением и интерференцией волновых полей, получивших случайные начальные фазы при диффузном рессеянии, по элементу разрешения оптической системы. По внешнему виду спекл-шум напоминает зернистость. Средний размер элементов спекл-структуры определяется разрешением оптической системы и равен диаметру ее диска Эйри. Когерентное лазерное излучение, в котором присутствует спекл-шум, называется диффузно когерентным. Для фотографирования голографических изображений в

голографической интерферометрии диффузно отражающих объектов применяют, как правило, оптические системы со сравнительно малой апертурой, чтобы избежать усреднения интерференционной картины на голографическом изображении по диапазону направлений, по которым диффузно рассеянное излучение попадает в оптическую систему. Средний размер элементов спекл-структуры становится при этом сравним с периодом интерференционных полос, что нарушает их непрерывность и снижает контраст.

В ряде случаев спекл-шум ограничивает принципиальные возможности голографической интерферометрии при проведении в реальном времени измерений на диффузно отражающих объектах. К этим случаям относятся: получение изотет (линий равных перемещений) для отдельных проекций вектора смещения, сдвиговая интерферометрия, повышение чувствительности измерений за счет наложения сопряженных порядков дифракций при восстановлении.

2. ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЙ

Метод устранения спекл-шума основан на использовании эффекта пространственной корреляции интенсивности диффузно когерентного излучения и заключается в получении голограммы сфокусированного изображения, восстановлении ее одним или несколькими объектными волновыми полями, выполнении операции оптической фильтрации, в процессе которой выделяется направление распространения восстановленного волнового поля, совпадающего с направлением распространения опорного волнового поля при получении голограммы. Изображение исследуемого объекта, полученное после оптической фильтрации, практически лишено спекл-шума.

При получении интерферограмм повышенного контраста устранение спекл-шума является составной частью метода голографических интерференционных измерений, заключающегося в получении, наблюдении и интерпретации интерференционных картин, образованных волновыми полями, из которых хотя бы одно восстановлено голограммой. Для получения голографических интерферограмм с целью последующей обработки в соответствии с данными методическими указаниями можно использовать в зависимости от специфики задачи исследования любой из вариантов метода голографической интерферометрии как метод реального времени, так и метод двух экспозиций.

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Для проведения измерений должны применяться приборы, материалы и оборудование, указанные в Приложении 1.