基于光纤导光的数字全息微形变测量系统
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用CCD相机记录干涉图样得到离散化的数字全息图，进而再现物光场表示为：
式中：Im为取虚部，Re为取实部。
全息双曝光干涉测量原理：基于物体状态变化前后再现物光场的相位差值得到物体形变或位移量。首先，物光场相位差表示为：
式中：φ1为原始物光场相位分布；φ2为变化后物光场相位分布。需要指出的是，由于计算机三角函数的计算特点，△φ的范围为[-π，+π]，需要进行解包裹处理。然后，基于上述的物光场相位差，得到物体的形变或位移量为：
2 实验装置与结果分析
对于采用光纤波导的数字全息光路结构，光纤类型的选择是关键。多模光纤纤芯大，传输光能量较大，但由于其存在许多模式的光干涉，辐射斑点图对外部条件十分敏感，相位漂移难于补偿，导致条纹可见度降低和再现效率下降，因而不太适合做系统的导光介质。单模光纤出射光强近似为高斯分布，当光纤孔径与端面到被计算的平面的距离相比很小时，只用辐射的中心部分，目标平面为均匀平面波，因而用单模光纤可以不用空间滤波器。
本文设计的全息光路如图2所示，其基本结构为Mach-Zender干涉光路。光源是功率为50 mW、波长为532 nm的倍频Nd：YAG固体激光器(Laser)。其输出光束通过1个1×2基模光纤耦合器分为物体照明光和参考光。由于单模光纤芯径为5／μm，为了避免激光耦合进光纤的效率不高，选用加拿大OZoptics公司生产的插座式非接触型激光光纤耦合器，耦合效率可达60％。进而，为了确保在生产全息图时，物光与参考光的强度比约为1：1，即为了获得高信噪比的数字全息图，作为照明光的光纤出射光采用焦距为125 mm(L4)的准直透镜进行扩束，而作为参考光的光纤输出光采用焦距为250 mm(L2)的准直透镜进行扩束。照明光照射物体，其反射光携带物体信息称为物光(O)，然后和参考光(R)经非偏振棱镜合光后，以一小角度在记录面上相干叠加得到离轴全息图。用于记录全息图的相机像素阵列为1 024×1 024，大小为6．7μm×6．7 μm的CMOS相机。实验中通过计算机控制相机，实现全息图的数字化记录与存储。实验中的测量物体为四周固定钢板，如图3所示。钢板的尺寸为60 mm×60 mm、厚度为1 mm。通过高精度螺纹副挤压钢板施加压力，使钢板发生波长量级的微小形变。钢板面距离CMOS的距离，即全息记录距离为27 cm。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/194920.htm
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