Численная коррекция фазовых сдвигов в цифровой голографической интерферометрии

С. А. САВОНИН, А. Ю. АБРАМОВ, П. В. РЯБУХО

Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

ЧИСЛЕННАЯ КОРРЕКЦИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ В ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Применение специализированных алгоритмов компьютерной постобработки интерферограмм позволяет устранить побочные фазовые сдвиги, определяющиеся микроперемещением и микронаклоном нагруженного объекта как целого.

Методы голографической интерферометрии позволяют исследовать деформационные микросмещения конструкций и узлов различного технического назначения, таких как сварные конструкции, узлы запорных соединений, упругие детали под действием деформирующей нагрузки, резервуары под динамически изменяющимся давлением и т. д. [1,2].

При этом могут возникать интерференционные картины, которые определяются не только приложенной к объекту нагрузкой, но также включают в себя дополнительный побочный фазовый сдвиг. Такие побочные сдвиги определяются микронаклоном объекта, его продольным и поперечным микроперемещением, которые неизбежно возникают у нагруженного объекта.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки: LR – лазер, MO – микрообъектив, OB – исследуемый объект, O – объектив, M1,M2,M3 – зеркала,

L – линза, ССD – цифровая камера.

Разработан аппаратно-программный комплекс цифрового голографического микроинтерферометра (рис. 1), предназначенного для исследования процессов деформационных изменений диффузно рассеивающих объектов, со специализированной системой цифровой постобработки изображений, направленной на увеличение разрешающей способности посредством устранения побочных фазовых сдвигов от микроперемещений и микронаклонов объекта как целого [3].

а) б)

в) г)

Рис. 2. Устранение побочных фазовых сдвигов. Микроповорот: исходная интерферограмма (нагрузка 10 г, поворот 1’) (а), результат обработки (б).

Продольное микроперемещение: исходная интерферограмма (нагрузка 20 г, перемещение 200 мкм) (в), результат обработки (г)

Реализован метод цифровой компьютерной постобработки интерференционных картин, получаемых при исследовании деформации рассеивающих объектов. Предлагаемые численные алгоритмы позволяют: устранить побочные фазовые сдвиги, связанные с микронаклонами и микроперемещениями нагруженных объектов в момент записи цифровой голограммы (рис. 2); повысить точность метода цифровой голографической интерферометрии, путем увеличения пространственного разрешения получаемых интерферограмм.

Список литературы

1. Kreis T. Handbook of Holographic Interferometry. Optical and Digital Methods. Wiley-VCH, 2005.

2. Гуревич В. С., Гусев М. Е., Редкоречев измерительный комплекс нового поколения для неразрушающего контроля в промышленности // Известия Самарского научного центра РАН. 2004. Т.6. №1. С.88-102.

3. Диков О. В., Савонин С. А., Качула В. И., Рябухо  голографическая интерферометрия микросмещений объектов с рассеивающей поверхностью // Компьютерная оптика. 2012. Т.36. №1. С.51-64.