提高光能利用的新型剪切散斑干涉系统及其应用

新型剪切散斑干涉系统研究关注的是提高现有光学测量技术在工程结构分析中的效能，特别是在静态和动态情况下测量表面位移导数。传统基于马赫-曾德尔干涉的剪切散斑干涉系统存在光能利用效率低的问题。文章提出了一种创新设计，该系统主要由五个平面反射镜、一块半反半透分光棱镜、一块带涂层的棱镜、一个双孔掩膜、一个成像透镜和一个电荷耦合器件（CCD）相机构成。这种系统设计旨在增强光能利用率，通过双孔掩膜产生空间载波，通过旋转其中一个反射镜实现剪切效应，而平移另一块反射镜则用于调整空间载波，从而提高测量精度。 相位提取采用了一种改进的sinusoidal-fitting方法，这种方法能够更准确地处理复杂的干涉图案，提高了相位信息的提取效率。为了验证新系统的性能，研究者进行了实验，使用该系统对周边固定中心加载的圆盘模型进行了测试，并将其应用到实际场景，如轮胎的无损检测。实验结果显示，新型剪切散斑干涉系统表现出极高的测量精度和可靠性，能够有效地解决传统系统存在的问题，显著提升了工程结构监测的效率和准确性。 论文的关键点包括：剪切散斑干涉的基本原理、马赫-曾德尔干涉的局限性、新型设计的组件及其功能、改进的sinusoidal-fitting算法在相位提取中的作用，以及实验验证和实际应用中的表现。这项研究对于提升光测力学在工程领域的实际应用具有重要意义，也为后续的干涉测量技术发展提供了新的思路和可能。