双相调制改进的电子散斑干涉法实现二维同时位移测量

本文探讨了一种创新的电子散斑图案干涉（ESPI）方法，用于同时实现二维（2D）平面内的精确变形测量，以克服传统ESPI与相位移技术在进行3D测量时所面临的复杂性和低效率问题。传统的ESPI系统通常依赖于多阶段相位调制或额外的设备，这可能导致系统的复杂性和成本增加。作者提出的改进方案是采用双相调制的ESPI系统，该系统仅需一台激光器和一台相机，实现了简化和高效。 双相调制ESPI的核心原理是通过同时引入两个独立的相位模式，将原始的干涉条纹拆分为两个独立的子模式。这样，系统能够分别捕捉到各个方向的变形信息，从而实现在不增加硬件设备的情况下完成2D空间内不同方向的变形测量。这种方法的优势在于减少了硬件需求，降低了操作的复杂性，并且可能提高测量速度，对于需要实时监测或大规模应用的场景具有显著优势。 具体实施步骤包括：首先，利用单一激光光源照射被测物体，通过调制器产生包含两个相位差的复合光束；其次，光束经过被测物体，其表面的微小形变会导致光波前的改变，形成新的干涉图案；最后，这些图案被相机捕获并处理，通过数字信号处理技术解析出各方向的变形信息。 研究团队——来自法国 Troyes 工程大学的研究者朱云龙、Julien Vaillant、Guillaume Montay、Manuel François、Yassine Hadjar 和 Aurélien Bruyant ——提出了这项创新技术，并展示了其在实验中的有效性和实用性。他们通过实验验证了该方法的准确性，并与传统的ESPI和数字散斑图案干涉法进行了对比，证明了新系统在性能上具有明显优势。 总结来说，这篇论文提供了一个在工业界和科学研究中极具潜力的解决方案，特别是对于那些追求高精度、实时性并且寻求简化操作流程的领域，如结构健康监测、材料科学或精密工程，双相调制ESPI方法无疑是一种突破性的进展。通过这种简化和优化的干涉测量技术，可以推动非接触形变测量技术的发展，提高工作效率并降低整体成本。