共光路径向剪切干涉法提升三维温度场重建精度

共光路径向剪切干涉法是一种先进的光学测量技术，用于精确地测定三维温度场。该方法通过两块具有不同主焦距的波带板，将待测波面分解成放大和缩小的两个部分，这两个波面在特定区域内进行径向重叠，从而实现剪切干涉现象。这种方法利用光学层析原理，能够在非接触状态下获取高精度的温度数据。 传统的光学干涉测量，如泰曼-格林干涉、马赫-曾德尔干涉和全息干涉，虽然也有高精度的优势，但在实际应用中可能受到环境干扰和振动的影响。相比之下，共光路径向剪切干涉法因其抗干扰和适应在线测量的特点，更加适合于复杂的三维温度场测量。 然而，当试图利用有限的投影数据重建三维温度场时，传统的代数迭代算法可能会因为数据的非完全性导致重建精度下降，甚至产生病态方程的问题。为了解决这个问题，论文提出了一种创新的方法，即在算法中引入包含先验知识的属性矩阵，以及采用变超松弛系数。这种策略有助于提高算法对不完整数据的处理能力，使得在七个方向上的条纹扰动能够更有效地被利用，从而准确地重建三维温度场。 研究者通过设计低成本的共光路径向剪切干涉测量系统，成功地应用于两根不同温度的平行热棒上部空间的三维气体温度场测量，证实了这种方法的有效性和优越性。整个过程包括激光发射、光束扩展、准直、通过波带板的干涉处理，以及最终的三维温度场层析重建。 总结来说，共光路径向剪切干涉法作为一种创新的三维温度场测量手段，不仅提升了测量的精度和稳定性，还展示了在处理有限数据和优化重建算法方面的有效性，为光学干涉技术在实际工程中的应用提供了新的解决方案。