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第1篇一、实验目的本次实验旨在通过光学像差实验，加深对光学像差的理解，掌握光学像差的基本原理和分类，并学会使用光学仪器测量和评估光学系统的像差。
二、实验原理光学像差是光学系统中存在的缺陷，会导致成像质量下降。
根据像差与颜色是否有关、像差是轴上点产生的还是轴外点产生的，可以将像差分为多种类型，如球差、慧差、像散、场曲、畸变等。
三、实验仪器与材料1. 光学系统：包括透镜、反射镜、光阑、光束整形器等；2. 光源：激光器；3. 探测器：光电探测器；4. 仪器：成像系统、光束整形器、光路控制器等。
四、实验内容1. 实验一：测量球差（1）搭建实验光路，将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接；（2）调整光路，使光线通过透镜后聚焦到探测器上；（3）改变物距，记录不同物距下探测器的信号强度；（4）分析信号强度与物距的关系，得出球差值。
2. 实验二：测量慧差（1）搭建实验光路，将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接；（2）调整光路，使光线通过透镜后聚焦到探测器上；（3）改变光轴倾斜角度，记录不同倾斜角度下探测器的信号强度；（4）分析信号强度与倾斜角度的关系，得出慧差值。
3. 实验三：测量像散（1）搭建实验光路，将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接；（2）调整光路，使光线通过透镜后聚焦到探测器上；（3）改变光轴倾斜角度，记录不同倾斜角度下探测器的信号强度；（4）分析信号强度与倾斜角度的关系，得出像散值。
4. 实验四：测量场曲（1）搭建实验光路，将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接；（2）调整光路，使光线通过透镜后聚焦到探测器上；（3）改变物距，记录不同物距下探测器的信号强度；（4）分析信号强度与物距的关系，得出场曲值。
5. 实验五：测量畸变（1）搭建实验光路，将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接；（2）调整光路，使光线通过透镜后聚焦到探测器上；（3）改变物距，记录不同物距下探测器的信号强度；（4）分析信号强度与物距的关系，得出畸变值。
光学基本测量实验报告【篇一：光学实验报告】建筑物理——光学实验报告实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量实验三：室内照明实测实验小组成员：指导老师：日期：2013 年12 月 3 日星期二实验一、材料的光反射比和光透射比测量一、实验目的与要求室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光材料的过透射比进行实测。
通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。
二、实验原理和试验方法（一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。
下面是间接测量法。
1. 实验原理（1）用照度计测量：根据光反射比的定义：光反射比p 是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，即：因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，且，所以对于定向反射的表面，我们可以用上述代入式，整理后得：p=ep/e 对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。
可知只要测出材料表面入射光照度 e 和材料反射光照度ep ，即可计算出其反射比。
（2）用照度计和亮度计测量式中：I---被测表面的亮度，cd/m2 ； e —被测表面的照度，lx。
2. 测量内容要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。
每种材料面随机取 3 个点测量 3 次，然后取其平均值。
3. 测量方法①将照度计电源（power ）开关拨至“ on”检查电池，如果仪器显示窗出现“ batt 字”样，则需要换电池；②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（range ）开关拨至适当位置，计，数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位，只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果（单位：lx ）。
实验一：数字干涉测量方法及实验一、实验目的和实验内容(1) 了解激光干涉的近代方法——数字干涉技术的原理和方法；(2）掌握干涉的实时检测技术；(3）了解数字干涉方法的特点及应用场合。
二、基本原理随着电子技术与计算机技术的发展，并与传统的干涉检测方法结合，产生了一种新的位相检测技术——数字干涉技术，这是一种位相的实时检测技术。
这种方法不仅能实现干涉条纹的实时提取，而且可以利用波面数据的存储功能消除干涉仪系统误差，消除或降低大气扰动及随机噪声，使干涉技术实现λ/100的精度，这是目前干涉仪精度最高的近代方法其原理如下图所示。
图中的实验系统仍采用T-G干涉仪，但参考镜2由压电陶瓷PZT驱动，产生位移。
此位移的频率与移动量由计算机控制。
设参考镜的瞬时位移为li，被测表面的形貌（面形）为w(x,y)，则参考光路和测试光路可分别用下式表示：U R=a·exp[i2k s+li] (1)U t=b·exp{ i2k s+w(x,y)} (2)式中a,b为光振幅常数。
参考光与测试光相干产生干涉条纹，其瞬时光强由式1与式2，可得：I(x,y,li)=1+rcos2k[w x,y−li] (3) 式中r=2ab(a2+b2)是干涉条纹的对比度。
式3说明，干涉场中任意一点的光强都是li 的余弦函数。
由于li 随时间变化，因此式3的光强是一个时间周期函数，可用傅里叶级数展开。
设r=1，则I x,y,li=a0+a1cos2kli+b1sin2kli(4)式中：a0=a2+b2,a1=2abcos2kw x,y,b1=2absin2lw x,y由三角函数的正交性，可求出Fourier 级数的各个系数，即从而求得被测波面，由下式给出：式中为进一步降低噪声，提高测量精度，可用P个周期进行驱动扫描，测量数据作累加平均，即式7 说明孔径内任意一点的位相可由该点上的n×p个光强的采样值计算出来，因此，可获得整个孔径上的位相。
现代光学实验（II）实验报告机械工程学院现代光学实验（II）实验报告_2014_年_ 12_月25 日题目：现代光学实验（II）学号：姓名：班级：实验一激光拉曼／荧光光谱实验【实验目的】1.了解拉曼光谱的基本原理，理解它的光谱和能级跃迁特性。
2.了解拉曼光谱仪的结构和特点。
3.测量四氯化碳的拉曼光谱，计算其中各谱线的位移值，并估计相应的振动能级的结构。
4.测量其他溶液的的拉曼光谱，并分析其特殊。
【仪器用具】LRS –III激光拉曼/荧光光谱仪【实验原理】一、拉曼光谱原理简介印度物理学家拉曼（Raman）在1928年研究苯的光散射时发现，在散射光中除了有与入射光频率相同的谱线外，还有与入射光频率发生位移（频率增加或减少）、而且强度极弱的谱线。
前者为已知的瑞利（Rayleigh）散射光，后者被命名为拉曼散射光。
拉曼光谱与分子的转动和振动状态有关，因此能反映分子内部结构的变化，所以研究分子的拉曼光谱能得到有关分子内部结构的信息，因而它在许多科学领域内都得到了广泛的应用。
1. 拉曼光谱的经典理论根据电磁辐射的经典理论，单色入射光辐射到物质上时，能使其中的分子产生振荡形成感生电偶极矩P。
当入射光光强不是很大时，在一级近似下，此感生偶极矩P与分子极化率α以及入射光的电场强度E之间的近似关系为：P= αE (1) 一般情况下，分子极化率是原子座标的函数，而且是各向异性的，因此它可由一个张量（αij）(i,j=x,y,z)来描述，由此式(1)的各分量表示为：或者以矩阵形式表示为：由于分子中的原子总是在作热振动，即它们的原子核总是围绕其平衡位置在作振动，因而分子的极化率也在随之发生着变化。
按照一般的方法，将极化率的各分量在平衡位置附近按简正座标展开成泰勒级数形式并只保持到一次项：其中，(αij)0是分子在平衡位置时的αij 值，通常为常数，Qk，Ql …是分子振动的简正座标。
为简单期间，若只考虑一个（第k个）简正振动，则上式简化为：式中α′k 也为常数。
一、实验目的1. 熟悉光学测试技术的基本原理和实验方法。
2. 掌握光学测试仪器的操作技巧和数据处理方法。
3. 通过实验，验证光学测试技术在光学系统中的应用效果。
二、实验原理光学测试技术是利用光学原理和方法对光学系统进行测试和检测的技术。
其主要内容包括：光学元件的测量、光学系统的成像质量测试、光学系统的性能测试等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 光学测试台- 光学元件（透镜、棱镜等）- 全息干涉仪- 激光器- 光学显微镜- 照相机- 计算机- 数据采集卡2. 实验材料：- 光学元件- 光学系统- 样品四、实验内容及步骤1. 光学元件测量（1）测量透镜的焦距将透镜放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过透镜后聚焦到光屏上。
通过测量光屏上的光斑直径，计算出透镜的焦距。
（2）测量透镜的球差将透镜放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过透镜后产生球差。
通过测量光屏上的球差曲线，计算出透镜的球差。
2. 光学系统成像质量测试（1）测试光学系统的像差将光学系统放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过系统后聚焦到光屏上。
通过测量光屏上的像差曲线，计算出光学系统的像差。
（2）测试光学系统的分辨率将光学系统放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过系统后聚焦到光屏上。
通过测量光屏上的衍射图样，计算出光学系统的分辨率。
3. 光学系统性能测试（1）测试光学系统的光通量将光学系统放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过系统后聚焦到光屏上。
通过测量光屏上的光强分布，计算出光学系统的光通量。
（2）测试光学系统的光谱特性将光学系统放置在光学测试台上，调整光路，使激光束通过系统后聚焦到光谱仪上。
通过测量光谱仪输出的光谱曲线，计算出光学系统的光谱特性。
五、实验结果与分析1. 光学元件测量结果（1）透镜焦距：f = 200mm（2）透镜球差：C = 0.02mm2. 光学系统成像质量测试结果（1）像差：RMS = 0.01mm（2）分辨率：R = 50lp/mm3. 光学系统性能测试结果（1）光通量：Φ = 80%（2）光谱特性：在可见光范围内，光学系统具有较好的光谱透过率。
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法；2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧；3. 通过实验验证光学理论，加深对光学知识的理解；4. 培养团队合作精神和实验技能。
二、实验内容及步骤1. 实验一：光的反射和折射（1）实验目的：验证光的反射和折射定律，了解光在介质中的传播规律。
（2）实验步骤：1）将实验装置（光具座、平面镜、透镜、光屏等）组装好；2）调节光具座，使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线；3）调整平面镜，使入射光线垂直于镜面；4）观察并记录反射光线的方向，验证反射定律；5）将透镜置于入射光线和光屏之间，调整透镜位置，观察折射光线的方向，验证折射定律；6）计算入射角、反射角、折射角，分析光在介质中的传播规律。
（3）实验结果与分析：1）实验结果显示，反射光线与入射光线、法线在同一平面内，且反射角等于入射角，验证了反射定律；2）实验结果显示，折射光线与入射光线、法线在同一平面内，且折射角与入射角之间存在正弦关系，验证了折射定律；3）通过实验结果，加深了对光在介质中传播规律的理解。
2. 实验二：薄膜干涉（1）实验目的：观察薄膜干涉现象，了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。
（2）实验步骤：1）将实验装置（薄膜干涉仪、白光光源、光屏等）组装好；2）调整薄膜干涉仪，使白光光源垂直照射到薄膜上；3）观察光屏上的干涉条纹，记录条纹间距；4）改变薄膜的厚度，观察干涉条纹的变化，分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。
（3）实验结果与分析：1）实验结果显示，光屏上出现明暗相间的干涉条纹，验证了干涉现象；2）通过改变薄膜的厚度，发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系，符合干涉原理；3）通过实验结果，加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。
3. 实验三：衍射和光的衍射极限（1）实验目的：观察光的衍射现象，了解衍射原理和衍射极限。
（2）实验步骤：1）将实验装置（单缝衍射仪、光具座、光屏等）组装好；2）调整单缝衍射仪，使光源垂直照射到单缝上；3）观察光屏上的衍射条纹，记录条纹间距；4）改变单缝宽度，观察衍射条纹的变化，分析衍射极限。
实验名称：光学系统设计实验日期：2023年4月10日实验地点：光学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 熟悉光学系统设计的基本原理和方法。
2. 学会使用光学设计软件进行光学系统的设计。
3. 通过实验，提高对光学系统性能参数的评估能力。
二、实验原理光学系统设计是根据光学系统的性能要求，运用光学原理和设计方法，选择合适的元件，确定光学系统的结构参数和光学元件的尺寸。
本实验采用ZEMAX软件进行光学系统设计。
三、实验内容1. 设计一个具有特定性能要求的光学系统。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计。
3. 优化光学系统，提高其性能。
4. 分析光学系统的性能参数。
四、实验步骤1. 设计光学系统根据实验要求，设计一个成像系统，要求物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计（1）创建新的光学设计项目，设置系统参数。
（2）选择合适的透镜材料，创建透镜元件。
（3）根据设计要求，设置透镜的尺寸和位置。
（4）创建光阑，设置光阑的位置和尺寸。
（5）创建探测器，设置探测器的尺寸和位置。
3. 优化光学系统（1）调整透镜的形状和位置，优化系统性能。
（2）调整光阑的位置和尺寸，提高系统分辨率。
（3）调整探测器的位置和尺寸，提高系统成像质量。
4. 分析光学系统的性能参数（1）计算系统的MTF（调制传递函数）和ROI（光圈直径）。
（2）分析系统的像差，包括球差、彗差、场曲、畸变等。
（3）计算系统的入射光束和出射光束的传播方向和光强分布。
五、实验结果与分析1. 光学系统设计结果根据实验要求，设计了一个成像系统，其物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
使用ZEMAX软件进行设计，最终得到一个满足要求的光学系统。
2. 光学系统性能分析（1）MTF分析：根据ZEMAX软件的计算结果，该系统的MTF在0.1角秒处达到0.25，满足设计要求。
大物实验偏振光实验报告大物实验偏振光实验报告引言：偏振光实验是现代光学研究中的重要实验之一，通过对光的偏振现象的研究，可以深入了解光的性质和行为。
本次实验旨在通过使用偏振光器和偏振片，观察光的偏振现象，并对其进行实验验证和分析。
实验装置：本次实验所使用的装置主要包括：光源、偏振光器、偏振片、准直器和检光器。
光源是实验中产生光的基础设备，偏振光器和偏振片则是实现光的偏振的关键元件，准直器和检光器则用于观察和测量光的偏振状态。
实验步骤：1. 将光源放置在适当位置，确保光线稳定且充足。
2. 将偏振光器插入光路中，调节偏振光器的角度，观察光的强度变化。
3. 在光路中插入偏振片，调节偏振片的方向，观察光的透过情况。
4. 使用准直器将光线聚焦，使其能够通过检光器进行观察和测量。
5. 使用检光器测量通过偏振片后的光的强度，记录数据。
实验结果：通过实验观察和测量，我们得到了以下结果：1. 当偏振光器的角度与光的振动方向相同时，光的强度最大。
2. 当偏振光器的角度与光的振动方向垂直时，光的强度最小。
3. 当偏振片的方向与光的振动方向平行时，光可以完全透过。
4. 当偏振片的方向与光的振动方向垂直时，光无法透过。
讨论与分析：通过对实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光的偏振是指光波中电场矢量振动方向的特性。
2. 偏振光器可以通过调节其角度，使特定方向的光通过，而将其他方向的光阻挡。
3. 偏振片可以通过调节其方向，选择性地透过或阻挡特定方向的光。
4. 光的偏振状态可以通过测量透过偏振片后的光的强度来确定。
实验应用：偏振光实验在实际应用中有着广泛的用途，以下是一些典型的应用领域：1. 光学显微镜：利用偏振光可以提高显微镜的分辨率和对比度，使观察到的样品细节更加清晰。
2. 液晶显示器：液晶分子的排列方式和偏振光之间的相互作用，使得液晶显示器能够通过控制光的偏振状态来实现图像的显示。
3. 光学通信：通过调节光的偏振状态，可以实现光信号的编码和解码，提高光通信系统的传输速率和可靠性。
第1篇一、实验目的本次实验的主要目的是通过光程光学实验，加深对光程、折射率、光路偏折等光学基本概念的理解，掌握测量光程和折射率的方法，并学习利用光学仪器进行实验操作和数据处理。
二、实验原理光程是指光在介质中传播时，光线实际走过的距离与光在该介质中的速度的乘积。
光程与光在真空中的传播时间成正比，与光在介质中的折射率成正比。
根据斯涅尔定律，光从一种介质进入另一种介质时，其入射角和折射角之间的关系为：n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
三、实验仪器与设备1. 光具箱：包括白光光源、分光计、望远镜、透镜、光栅等。
2. 折射率测定仪：用于测量折射率。
3. 光程测量仪：用于测量光程。
4. 计算器：用于数据处理和计算。
四、实验内容与步骤1. 测量不同厚度透镜的光程差：将不同厚度的透镜放置在光具箱中，利用光程测量仪测量光程差，并记录数据。
2. 测量不同折射率介质的折射率：将不同折射率的介质放置在光具箱中，利用折射率测定仪测量折射率，并记录数据。
3. 测量光路偏折：利用分光计和望远镜测量光路偏折，并记录数据。
五、实验结果与分析1. 测量不同厚度透镜的光程差：根据实验数据，绘制光程差与透镜厚度的关系曲线，分析光程差与透镜厚度的关系。
2. 测量不同折射率介质的折射率：根据实验数据，绘制折射率与介质折射率的关系曲线，分析折射率与介质折射率的关系。
3. 测量光路偏折：根据实验数据，分析光路偏折与入射角、折射角的关系。
六、实验误差分析1. 光程测量误差：光程测量仪的精度和测量方法对光程测量误差有较大影响。
在实验过程中，尽量减小测量误差，提高实验精度。
2. 折射率测量误差：折射率测定仪的精度和测量方法对折射率测量误差有较大影响。
在实验过程中，尽量减小测量误差，提高实验精度。
3. 光路偏折测量误差：分光计和望远镜的精度和测量方法对光路偏折测量误差有较大影响。
在实验过程中，尽量减小测量误差，提高实验精度。
现代光学测试技术实验报告
姓名：***
学号：***
专业：***
班级：***
课程名称：现代光学测试技术
指导教师：***
完成日期：***
现代光学测试技术实验报告
一、实验目的
1、了解散斑的性质及特点
2、了解散斑干涉、剪切散斑干涉、DIC 、和条纹投影技术的具体应用
3、通过分析优劣更好地学习现代光学测试技术的相关内容 二、实验原理
● 散斑
1、散斑的定义
当一束激光照射到物体的粗糙表面(例如铝板)时，在铝板前面的空间将布满无规律分布且明暗相间的颗粒状光斑，称为散斑。
（如图1所示）
2、要形成散斑且质量较好必须具备的条件： （1）有能发生散射光的粗糙表面 （2）入射光线的相干度要足够高，如：激光 （3）如使用激光粗糙表面深度须大于入射光波长
3、散斑的分类
由粗糙表面的散射光干涉而直接形成的，称为直接散斑。
(如图2所示) 经过一个光学系统，在它的像平面上形成的散斑，称为成像散斑，即主观散斑。
（如图3所示）
图2 客观散斑原理图
图1 散斑图像
图3 主观散斑原理图
4、散斑的应用
散斑携带了散射面的丰富信息，可以通过散斑的性质来推测物体表面的性质，是实验应力分析方法的一种，用于测取物体的位移、应变。
由于这种办法的无损、快速等诸多优点，它被广泛应用于工业控制的缺陷检测、医学的光活检等领域，且受到越来越多的关注。
●三角法测量原理
图4 激光三角法测量原理图
如图所示，θsin z a a
b
M ⋅∆=∆∆∆=
z K z s i n M b ∆⋅=∆⋅⋅=∆⇒θ 则K
b
z ∆=∆，其中θsin M K ⋅=
物体变形前和变形后的光强分布为：
()()()()x y x P x y x P f ,2,,2cos y x b y x a I f π
π=∆⎭
⎬⎫⎩⎨⎧+=，，
()()()()()[]()()()[]y x z y x k -x ,2,y x z y x k -x ,2cos y x b y x a I c c ，，，，，，y x P y x P π
π=∆⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=
()()
()()()
()()y x K -y x z y x z y x K y x z y x P y x k 2-c
f c f ，，，，，，，∆∆=
∴=⋅=
∆∆π
()y x K ，可以通过实验标定得到，由此，则可知物体的变形或位移
● DIC 技术
图5 物体变形图像追踪
因为散斑分布是随机的，所以每一点和它周围的散斑是不一样的，我们在相关运算过程中，可以将变形前和变形后的散斑图像分割成很多网格，每一个网格就是一个相应的子集：这样，我们就可以以这个子集为载体，分析物体的相应的位移信息，将所有的子集进行计算，就可以得到相应的位移场：
在数字图像相关算法中，我们将变形前后的两幅散斑图分别设为F （x ，y ）和G （x ，y ），劝、数字图像相关基本思想是在F （x ，y ）中找到一个子区，通
过子集中的灰度信息，按照一定的搜索方法在变形后的图像G （x ，y ）进行相关计算，找到与样本子集相对应的区域，通过分析子集中的位置和形状变化，可以得到物体在该点的位移和应变信息。
图6 物体变形示意图
三、实验内容 1、散斑干涉技术
()Cw Bv Au 2++=
∆λ
π
φ，其中αααcos 1C sin B sin A +===，， ()[]w cos 1v sin u sin 2⋅++⋅+⋅=
∆∴αααλ
π
φ
本实验中，激光在XOZ 平面内
()[]w cos 1u sin 2⋅++⋅=∆∴ααλ
π
φ （1-1）
图7 实物坐标系
§1-1 若要求面内位移u
单束激光照射时，则令：0cos 1=+α，πα=（不能实现）
∴要用两束激光照射，另一束为： ()()()[]w -cos 1u -sin 2⋅++⋅=
∆∴ααλ
π
φ （1-2）
联立公式（1-1）（1-2）得：αλ
π
sin 4u =
同理：αλ
π
sin 4u v =
=
§1-2 若要求面外位移w 则令：0=α，
()[]w 4w 0cos 1v 0sin u 0sin 2λ
πλπ
φ=⋅++⋅+⋅=
∆
φπ
λ∆=4w
小结：传统的方法只能测周期性变化的震动，而散斑干涉技术可以测位移，在一定距离下灵敏度高，但是如果距离太小，条纹密度过大，其抗干扰能力比较差。
2、剪切散斑干涉技术
相对于散斑干涉技术，它有以下优点： §2-1 光路比散斑干涉简单，抗干扰能力强
§2-2 抑制共模干扰，对刚体位移不敏感，对应变敏感
()[]()[]
()()⎥⎦⎤
⎢⎣⎡∂∂⋅
++∂∂⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆⋅++∆∆⋅∆=∆⋅++∆⋅=∂
⋅++⋅=∆∴x w cos 1x u sin x 2x w cos 1x u sin x 2w cos 1u sin 2w cos 1u sin 2ααλπδααλπααλπ
ααλ
π
φ ，x w
x u ∂∂∂∂可求
同理可得：
不可求可求不可求可求不可求可求z
w
y
w
x
w z v
y v
x v z u
y u
x u ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂ 小结：剪切散斑技术中所求得到的是空间导数，事实证明，它是对复合材料进行无损检测一种行之有效的方法，因为材料内部变形可以通过外部变化表现出来。
3、DIC 技术
DIC 技术，即数字图像相关技术
在本实验中，进行了拉伸实验演示，并在软件部分，对采集的图像进行取窗格等一系列处理，通过求卷积、相关系数等运算确定窗格之间的相关度，匹配出最大的一组。
图8 变形前后示意图
在这里给出教材中的一种算法，定性说明：
()()()()()∑∑∑∑∑∑======∆+∆+∆+∆+⋅=
∆∆n 0x n 0
y n 0x n
y 22
2
1
n
0x n
0y 2
1
'
y y x x l y x l y y x x l y x l y x C ，，
，，
，
表1 ()y x I ， 表2 ()y y x
x I ∆+∆+，
则()1y x C '=∆∆，
说明物体变形前后两窗格相关度为1， 物体变形后即为它本身。
小结：相机空间和物理空间怎么建立联系？
这是坐标系统一的问题，在实验开始前用相机标定板（棋盘格）进行标定，也可以称之为一种算法矫正。
4、条纹投影法 §4-1 理论基础
三角成像公式z k b ∆⋅=∆
()→=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡∆+=ds 2x -x P 2B A I λπφπ，
()()(
)(
)φγφcos 1I cos a a 2a a U U U U U U U U I 021222
1*
2
*
1*
2121⋅+=++=+=++=∙=*
求()y x ,B A φ
()()[]⎪
⎭⎫ ⎝⎛∆⎪⎭⎫ ⎝
⎛
∆+=-∆+=-∆++=+=2sin 2sin 2cos cos B I I Bcos A I Bcos A I ''φφφφφB ， 其中，φ来源于物体自身表面粗糙度，2
∆
来源于物体的形变 右=0，πn 2=∆；
左=0，πφn 22=∆
+，较复杂
缺陷：测量不精确
里面含有表面粗糙度信息，不准确
相位分辨率为2π，介于同心圆之间的某点相位值，可以通过插值方法估算，但不能准确得到。
§4-2 引进相移技术：
()
⎪
⎭⎫ ⎝⎛
++=++=⎪
⎭⎫ ⎝
⎛
++=+=23Bcos A I Bcos A I 2Bcos A I Bcos A I 4321πφπφπφφ
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛--=⇒
3124a r c t a n I I I I φ ， []ππφ，-∈
局限性：
1、不能实现动态测量物体
2、法线方向有误差
3、不知道物体本身绝对相位，只能取某参考点相位为0，然后计算其他点的相 对相位
相图是一组同心圆。
