Спекл-фотография

Для экспериментальных исследований напряженно-деформи-рованного состояния наряду с традиционным методом тензометрии, позволяющем получать деформации для отдельных точек исследуемых конструкций, эффективно используются такие методы, как метод фотоупругости, голографическая интерферометрия, спекл-фотография, метод муаровых полос и другие, которые дают возможность получить информацию о полях напряжений, перемещений или деформаций исследуемых объектов. [c.526]

Спекл-структура используется для исследований деформированного состояния в двух вариантах спекл-фотография, когда регистрируется спекл-структура непосредственно на фотопластинке, и спекл-интерферометрия, при которой к рассеянной объектом волне добавляется (как в голографической интерферометрии) опорная волна. [c.544]

Наиболее прост в реализации метод спекл-фотографии (рис. 23.15). [c.544]

Полученная интерференционная картина содержит систему прямолинейных полос с постоянным шагом а, наклоненных под углом 6 к оси координат (рис. 23.16,6). Если полосы регистрируются на расстоянии / от спекл-фотографии, то их шаг а будет равен [c.545]

Применение методов спекл-фотографии и спекл-интерферо-метрии для исследований напряженно-деформированного состояния обусловлено преимуществами этих методов по сравнению с голографической интерферометрией увеличение диапазона измерений, возможность выделения отдельных компонент вектора перемещений, снижение требований к разрешающей способности регистрирующей среды и когерентности источников света, простота оптических схем и пониженные требования к виброзащите установок. [c.546]

Следует отметить, что в литературе этот термин появился в последнее время, и, надо полагать, он придет на смену получившему распространение, но не совсем удачному термину спекл-фотоГрафия . [c.75]

Пример 3. Спекл-фотография (пример усреднения по ансамблю). Передача изображений через турбулентную атмосферу сопровождается разрушением волновых фронтов, идущих от каждой точки объекта, так что волновой фронт, достигающий оптической системы, имеет случайные распределения амплитуды и фазы. Восходящие потоки, присутствующие в атмосфере, приводят к неоднородности ее плотности, что в свою очередь вносит фазовые искажения в волновой фронт. При достаточно длинном пути фазовые изменения волнового фронта приводят к случайным изменениям амплитуды в плоскости входного зрачка объектива. Как вблизи, так и вдали от входного зрачка системы, формирующей изображение, могут образоваться фазовые сдвиги, которые вызывают следующие искажения в изображении [c.93]

Главным недостатком вышерассмотренных двухступенчатых и одноступенчатых с пособов записи радужных голограмм и их модификаций является ограничение угла обзора восстановленных изображений, определяемого апертурой оптической системы. Для устранения этого недостатка авторы работ [11, 12] в схеме записи вместо ограничиваюш,ей щели использовали кольцевое и круговое отверстия. Они для осуществления поставленной цели использовали принципы записи спекл-фотографии, где сужение спектра пространственных частот объектного волнового поля происходит не в одной, как обычно, а в двух плоскостях, расположенных по разные стороны от фокальной плоскости оптической системы. Схема записи спекл-фотографии, приведенной на рис. 2.10, обладает некоторыми свойствами радужных голограмм. Объект О, освещенный когерентным лазерным излучением, отображается оптической системой L на [c.52]

Спекл-фотография и спекл-интерферометрия [c.111]

Спекл-фотография - это метод измерения плоских перемещений, деформаций, поворотов и вибраций, обладающий умеренной чувствительностью. Чтобы дать основные представления о спекл-фотографии рассмотрим схему измерения плоского перемещения, которая показана на рис. 2.5.2, а. [c.112]

М - увеличение оптической системы, использованной при получении спекл-фотографии расстояние между полосами. [c.115]

В отличие от спекл-фотографии спекл-интерферометрия представляет собой класс измерительных методов с существенно более высокой чувствительностью, в которых происходит когерентное сложение (интерференция) поля, имеющего спекл-структуру, с плоской опорной волной или с другим полем, имеющим спекл-структуру. [c.115]

Если снять голограмму объекта, то спеклы будут наблюдаться и в восстановленном изображении, что в значительной степени снижает его качество, подобно высокой зернистости в фотографии. Поэтому специалисты работали над тем, как устранить спеклы. Но вскоре было замечено, что спекл-зффект можно успешно использовать для создания новых методов измерений. [c.33]

Фотография объективных спеклов. [c.604]

По своей природе спеклы голографического изображения принципиально отличаются от зернистости обычной фотографии или кинокадра, так как они возникают не из-за зернистости регистрирующего материала, а в результате интерференции когерентных световых волн со случайным распределением фаз. [c.231]

Чтобы получить в фокальной плоскости объектива О пространственно-частотный спектр большей протяженности, можно модулировать изображение, подлежащее обработке, например фотографию, при помощи диффузного рассеивателя. Естественно, диффузный рассеиватель должен иметь достаточно тонкую структуру для того, чтобы качество фотографии не было ухудшено. Проделаем опыт, показанный на рис. 26. Матовое стекло G, освещаемое лазером, служит светящимся источником для освещения неэкспонированной фотопластинки высокого разрешения Н, перед которой помещен диапозитив А, подлежащий модуляции (рис. 77). Матовое стекло G создает на пластинке Н спекл-структуру, интенсивность которой можег быть представлена функцией D(ti, ). Поскольку перед фотопластинкой Н расположен диапозитив А, интенсивность, регистрируемая пластинкой, равна произведению D(ti, ) на функцию Л(г1, ), характеризующую пропускание диапозитива Л. Таким образом, регистрируют произведение Л (г), )D(ri, S). Диаметр пятен спекл-структуры можно сделать достаточно малым, взяв соответствующий угол а. При а — /lo пятна имеют размер порядка 6 mkj [c.82]

В фокальной плоскости объектива L (рис. 123). Запись, полученная при помощи денситометра, не будет непрерывной, потому что спекл-структура образована случайно распределенными пятнами малого размера (рис. 124). Сделаем теперь вторую фотографию звезды. Разумеется, турбулентность изменится и соответственно этому изменится и спекл-структура. При этом диаметр пятен спекл-структуры останется прежним, а изменится только их пространственное распределение. Пространственный спектр спекл-структуры будет иметь такой же вид, как и на рис. 124, но разрывы непрерывности будут в других местах, поскольку пятна спекл-структуры не занимают больше тех же положений. Зарегистрируем на одной и той же фотопластинке Н пространственные спектры большого числа фотографий спекл-структур звезды. В результате мы получим практически непрерывную кривую пространственного спектра звезды, подобную приведенной на рис. 125. Если звезда не разрешается телескопом, то суммарный спектр будет более широким (рис. 126), так как пятна зарегистрированных спекл-структур будут меньшего размера. Разумеется, не следует делать наложение на одной и той же фотопластинке последовательных экспозиций спекл-структур [c.123]

Соответствующая схема представлена на рис. 144. Амплитудный рассеиватель А (фотография спекл-структуры) освещается параллельным лазерным пучком, падающим нормально к его плоскости, и его изображение формируется [c.144]

Фотографии двух элементов установки — матового стекла и подставки-стенки — представлены на рисунках 2.7, 2.8. Фотография всей установки, дополненной наблюдательным микроскопом, одной из функций которого является визуальный контроль контрастности спекл-картины, приведена на рис. 2.9. Заметим, что на снимке рис. 2.9 детали установки закреплены без соблюдения указанных выще расстояний между оптическими элементами. [c.71]

Все сказанное о спекл-интерферометрии будет неполным, если мы не познакомим читателя с другими аналогичными методами. Поэтому мы кратко остановимся на некоторых сходных методах извлечения информации из серии коротко экспонированных фотографий, сделанных при наличии атмосферных искажений. [c.427]

Чтобы измерить плоское перемещение объекта, пластинку экспонируют дважды - один раз до перемещения и один раз после него. Если предположить, что величина смещения Ь превышает размер спеклов Ь , то на проявленной фотопластинке получается фотография пары [c.112]

В методе спекл-фотографии предмет освещается единственным световым пучком. Часть пучка, рассеянного поверхностью предмета, собирается с помощью линзы на фотопластинку. Фотозапись на. эту пластинку осуществляется дважды до смещения предмета и после смещения. [c.34]

Спеклы мешают рассматриванию объектов, освещённых когерентным светом, поэтому для их устранения используют разл. методы, сводящиеся либо к существ, уменьшению размеров С., либо к усреднению спекл-структуры во времени при случайном изменении распределения фазы волны, освещающей объект (или голограмму). Но С. имеют и широкое практич, применение в спекл-фотографив и спекл-интерферо-метрии [1—3, 5] для регистрации перемещений к деформаций объектов с диффузной поверхностью, для измерения шероховатостей поверхности, в астрономии [c.604]

Простейший вариант спекл-фотографии сводится к фотографированию объекта на одну и ту же фотопластинку до и после смещения или деформации. При освещении полученной таким способом спекл-фотографии нерасширеяиьш лазерным пучком в дальней зоне наблюдается гало дифракции с полосами Юнга (рис. iy, ориентация и период к-рых определяются направлением и величиной смещения объекта между экспозициями. При изменениях микроструктуры объекта меж-, ду экспозициями, что может быть обусловлено эрозией или коррозией поверхности, контактными взаимодействиями с др. телами, износом и т. д., идентичность спекл-структур, образованных объектом до и после смещения, нарушается и контраст полос Юнга уменьшается, что используют для изучения указаввых явлений. [c.605]

Кроме фотогр. вариантов спекл-фотографии и спекл-интерферометрии развивают и алектронвые варианты этих методов, к-рые сводятся к электронной записи и сравнению спекл-структур, записанных до и после изменений, произошедших с объектом, напр. с помощью телевиз. систем [2, 3]. [c.605]

В результате деформирования спекл-структура объекта изменяется. Для определения перемещений фотопластинка экспонируется два раза—до и после деформирования. Если величина смещений превышает размер спеклов то на проявленной фотопластинке появляется пара спекл-структур, смещенных относительно друг друга. При освещении спекл-фотографии узким (нерасширенным) лучом лазера он превращается в результате дифракщ1и на спекл-структуре в конус с углом расхождения [c.544]

Пример определения перемещений консольной балки методом двухэкспозиционной спекл-фотографии приведен на рис. 23.17. Схема регистрации аналогична эксперименту по определению перемещений методом голографической интерферометрии (рис. 23.13). Формальное отличие заключается в изменении направлений освещения и наблюдения на обратные. Принципиально то, что в случае спекл-фотографии измеряются компоненты перемещений в плоскости Оху. Но так как uпрогибы консольной балки, а не перемещения и, как это имеет место, в голографической интерферометрии (рис. 23.13). [c.545]

На рис. 1ЪЛ1,б приведена эпюра прогибов консольной балки, построенная сканированием спекл-фотографии, полученной по схеме рис. 23.17,а нерасширенным лазерным лучом. [c.546]

Диапазон измерений перемещений с помощью спекл-фото-графии зависит от размеров спеклов, параметров и увеличения оптической системы и составляет при измерениях в плоскости от 10 мкм до 2 мм, нормально к плоскости — 50-н600 мкм. Чувствительность спекл-фотографии определяется, в основном, размером спеклов, причем к перемещениям, нормальным к поверхности, она на порядок ниже, чем в плоскости. [c.546]

Нами рассмотрена теорема выборки в координатном и частотном пространствах и использовано понятие произведения пространства на ширину полосы для определения связи общего числа точек выборки с шириной спектра функции. Приведены примеры из оптики, иллюстрируюш,ие использование теоремы выборки в ряде применений. Представлено статистическое описание случайных сигналов, предполагаюш,ее выполнение условий стационарности и эргодичности, подчеркнуто значение усреднений по ансамблю и Координатам. Мы определили корреляционные функции, их фурье-образы, а также функции спектральной плотности. Нами проведено обш,ее сравнение операций корреляции и свертки как для симметричных, так и для несимметричных функций. Мы проиллюстрировали на примерах применение различных статистических методов к линейным оптическим системам при случайных входных сигналах и дали интерпретацию соответствуюш,их результатов. В этих примерах рассмотрены модель идеальной линейной фотопленки, винеровская фильтрация, обратная и согласованная фильтрации. В заключение мы показали, что использование метода, основанного на усреднении по ансамблю, улучшает отношение сигнал/шум в спекл-фотографии. [c.95]

Методы извлечения данных из спекл-фотографий. Осуш,ествимы два метода анализа данных из спекл-фотографий [6]. Первый метод состоит в проверке зарегистрированного изображения по точкам с [c.340]

При освещении полученной спекл-фотографии белым светом, помимо изображения объекта, восстанавливается, как и в радужной голографии, изображение горизонтальной щели и кругового отверстия. Свертка изображения щели и кругового отверстия определяет радужную окраску восстановленного изображения. Замена кругового отверстия Ач в экране Эч на узкую вертикальную щель позволяет записывать ахроматизированную радужную голограмму. Переход от радужных голограмм к голограммам типа композиционных осуществляется перенесением непрозрачного экрана в фокальную плоскость оптической системы. [c.53]

Эти принципы получения спекл-фотографий, обладающих фокусирующими свойствами, позволяют, видоизменяя фильтры пространственных частот, записывать на плоской фотопластинке, при восстановлении которых получаются изображения с квазикруговым обзором. Расположения фильтров пространственных частот для записи таких голограмм показаны на рис. 2.11, [c.53]

Рис.2.5.2. Измерение смещения в плоскости с помощью двухэкспозиционной спекл-фотографии а - схема регистрации б - схема оптической обработки в - картина полос, образующихся в задней фокальной плоскости оптической системы,
В [77] предложен алгоритм вычисления распределения показателя преломления по измерениям производной от оптической длины пути. Для измерения углов отклонения света, пропорциональных производной функции ф, используется оптическая схема регистрации интерферограмм углового сдвига в каладом из трех каналов зондирования [78]. Метод основан на записи двух спекл-фотографий диффузора на одну фотопластинку, причем во время одной из экспозиций между диффузором и объективом присутствует объект. Вследствие рефракции излучения на объекте спекл-структура смещается относительно своего первоначального (без объекта) состояния. Величина смещения спекл-структуры в каждой точке изображения определяется углом рефракции луча, приходящего в эту точку Поэтому при освещении фотопластинки узким пучком света период возникавших интерференционных полос зависит от угла рефракции, который в свою очередь связан с производной от фазового сдвига вдоль направления, перпендикулярного к полосам. В работе приведен результат восстановления распределения показателя преломления внутри пламени спиртовки по описанным выше проекционным данным. [c.82]

СПЁКЛЫ от англ, spe kle — пятнышко, крапинка) — пятнистая структура в распределении интенсивности когерентного света, отражённого от шероховатой поверхности, неровности к-рой соизмеримы с длиной волны света Я, или прошедшего через среду со случайными флуктуациями показателя преломления. С. возникают вследствие интерференции сеета, рассеиваемого отд. шероховатостями объекта. Т. к. поверхность предмета освещается когерентным светом, то интерферируют все рассеянные лучи и интерференц. картина имеет не периодическую, а хаотич. структуру. На рис. 1 представлена фотография спекл-структуры, возникающей при рассеянии высокоинтенсивного (лазерного) пучка света, проходящего через матовое стекло. [c.604]

Как уже отмечалось выше, форма спеклов, создаваемых круглой апертурой, описывается функцией Бесселя первого порядка, центральный максимум которой и определяет поперечный размер индивидуального спекла. Что же касается вторшных максимумов амплитуды функции Бесселя, то на фотографии спекл-структуры они никак не проявляются. Это и понятно - в произвольном сечшии диффузно рассеянного поля спеклы располагаются друг относительно друга случайным образом. Поэтому амплитуды вторичных максимумов, имеющих к тому же разные знаки, интерферируют со случайным фазовым сдвигом. [c.107]

Еще одна сторона тесной связи между голографической и спекл-интер-ферометрией состоит в том, что двукратно экспонированная голограмма (как сфокусированная, так и френелевская, в том числе полученная во встречных пучках) содержит всю информацию для получения двукратно экспонированной спеклограммы, а затем и спекл-интерферограммы [161]. Действительно, формируя оптическую копию объекта при восстановлении излучением с достаточно высокой степенью когерентности, голограмма воспроизводит и спекл-структуру, обусловленную диффузным рассеянием света объектом. Поэтому при фотографировании изображений, реконструируемых двукратно экспонированной голограммой, регистрируются спекл-структуры, соответствующие начальному и конечному положениям (состояниям) объекта. Следовательно, такая фотография является не чем иным, как двукратно экспонированной спеклограммой. В работе [161] рассмотрены различные схемы получения двукратно экспонированных спеклограмм в попе, восстановленном френелевскими голограммами, а также методы ювлечения из них измерительной информации в виде спекл-интерферограмм. [c.130]

Лазерные спеклы/ Поверхность большинства предметов, освещенньсс лучом лазера, представляется пятнистой. Пятна распределяются по поверхности случайно, их можно сфотографировать. Если фотоаппарат сфокусирован на точки до поверхности или за поверхностью, то на фотографии все равно получаетсш изображение пятен. Если прт наблюдении пятен глазом попытаться аккомодировать глаз на точки до поверхности или за поверхностью, зрительные впечатления о наличии пятен не изменятся. Если, глядя на поверхность, наблюдатель движется, то одни пятна исчезают, другие появляются — создается впечатление, что пятна мигают и движутся относительно поверхности. Эти пятна принято называть спеклами. [c.320]

С физической точки зрения возникновение спеклов является шумовым эффектом. Этот эффект может иметь полезные применения. С его помощью можно измерять малые смещения твердой поверхности, например в направлении, параллельном поверхности. Для этого делаются две последовательные фотографии спеклов. Если между моментами фотографирования поверхности не смещалась, то спеклы на обоих снимках накладывают друг на друга. При наличии смещения на фотографии видны две совершенно одинаковые картины спеклов, сдвинутые друг относительно друга. Зная расположение фотоаппарата относительно поверхности в моменты фотографирования, нетрудно по относительному сдвигу изображений спеклов на фотографии рассчитать перемещение поверхности. Аналогичным способом можно определить поворот поверхности вокруг некоторой оси. Известны также другие применения опеклов. [c.321]

Смотреть страницы где упоминается термин Спекл-фотография : [c.32] [c.34] [c.543] [c.732] [c.58] [c.116] [c.23] [c.55] [c.133]

Смотреть главы в:

Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности -> Спекл-фотография

Оптическая голография Том1,2 (1982) -- [ c.3 , c.93 ]

ПОИСК

Спекл-фотография и смекл-интерферометрия

Спекл-фотография и спекл-интерферометрия

Спеклы

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...