激光缺陷探测系统的原理与实验过程

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图2所示为测量系统原理图。它主要由激光—傅里叶光学系统、CCD光电转换及模拟处理系统、DMA高速数据采集与计算机数据处理系统和被测物体缺陷探测系统四大部分组成。傅里叶光学系统和CCD摄像机对被测物体实现并行采样和光电变换。测量时，机械系统带动光学系统进行横向扫描。从图中可看出：1）当a/T=0时，各次谐波分量振幅均为零，直流分量也为零。偶次谐波分量振幅均为零，只有奇次谐波分量存在并都处于峰值状态。

图2所示为测量系统原理图。它主要由激光—傅里叶光学系统、CCD光电转换及模拟处理系统、DMA高速数据采集与计算机数据处理系统和被测物体缺陷探测系统四大部分组成。傅里叶光学系统和CCD摄像机对被测物体实现并行采样和光电变换。测量时，机械系统带动光学系统进行横向扫描。扫描（采样）宽度为光学系统通光孔径的大小，被测物体由驱动装置实现纵向步进。

图2 测量原理图

因为y向输入函数和频谱信息与x向相同，分析和测量方法也完全一样，故下面仅对x向被测量进行叙述。

由式（14）设

式（15）与零级光强的相对曲线如图3所示。从图中可看出：

1）当a/T=0时，各次谐波分量振幅均为零，直流分量也为零。被测物体不透光。(https://www.chuimin.cn)

2）当a/T=0.5时，即a=d（d为不透光部分尺寸），直流分量=A²π⁴。偶次谐波分量振幅均为零，只有奇次谐波分量存在并都处于峰值状态。

3）当a/T=1时，直流分量=16π⁴A²，而各次谐波分量振幅均为零。即等于被测物体全透光（a=T）。

4）当0＜Q₁＜0.5＜Q₂＜1（Q=a/T），并且Q₁、Q₂对称Q=0.5分布时，它们的FTS除零级谱外完全相同（互补定理）。对各级衍射谱的影响是由a和d中线度较小的那个包迹边缘决定的。而从FTS中区别（a/T）＞0.5还是（a/T）＜0.5，只有直流分量可提供有用的信息。当采用一级频谱点光强对零级归一时，式（14）的解在0＜（a/T）＜1区间内是单调的，可以不考虑互补定理中所述情况对测量的影响，以便于通用测量时采用。当选择二级以上频谱点采样时，根据互补定理，对应一个光强值，式（14）在0＜（a/T）＜1内将有多个解，需从中确定实测解，以便于专用测量时采用。

图 3

激光缺陷探测系统的原理与实验过程

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