激光全息检测技术
1激光全息检测技术概述
全息术或称全息照相(Holography)的思想是英国科学家丹尼斯伽柏(De
isGabor)在1948年首先提出来的。由于他的发明和对全息技术发展的巨大作用,他于1971年被授予诺贝尔物理学奖。全息术与普通照相术的区别是,普通照相术只记录物体表面光波的振幅信息,而把相位信息丢掉了,这样只记录物体表面光波部分信息(二维信息)的照片无论从什么角度看都是一样的。而全息术是利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,在一定条件下使其再现,形成物体逼真的三维像。由于记录了物体的全部信息(振幅、相位、波长),因而成为全息术或全息照相。如图,比较了全息照相与普通照相的区别:
图1:全息照相与普通照相的区别
激光全息无损检验是全息干涉分析的一种应用,它可以用来监视一个复杂的物体在两种不同时刻里所发生的变形,不管物体表面是光洁还是粗糙,都可以观测到光学公差水平几分之一微米以下,由于它是利用全息技术再现原理,因此是无接触地进行三维立体观测。同其他检测方法比较,激光全息检测的方法有如下优点:1激光全息检测是一种干涉测量技术,干涉测量精度与激光波长同数量级,微小(微米数量级)的变形均能被检测出来,检测灵敏度高;2由于激光的相干度很高,因此,可以检测大尺寸工件,只要激光能够充分照射到这个工件表面,都能一次检测完成;3对被检对象没有特殊要求,可以检测任何材料和粗糙表面;4可对缺陷进行定量分析,根据干涉条纹的数量和分布确定缺陷的大小、部位、深度。5非接触测量、直观、检测结果便于保存。但是,物体内部缺陷的检测灵敏度,取决于物体内部的缺陷在外力作用下能否造成物体表面的相应变形。如果物体内部缺陷过深或过于微小,那么激光全息照相这种检测方法就无能为力了。对于叠层胶接结构来说,检测其脱粘缺陷的灵敏度取决于脱粘面积和深度比值,在近表面的脱粘缺陷面积,即使很小也能检测出来,而对于埋藏的较深的脱粘缺陷,只有在脱粘面积相当大时才能够被检测出来。另外,激光全息检测目前多在暗室中进行,并需要采用严格的隔震措施,因此不利于现场检测。综上,激光全息检测具有如下缺点:1对内部缺陷的检测灵敏度较低:灵敏度取决于内部缺陷在外力作用下所造成的物体表面的变形大小。2对工作环境要求较高:暗室中进行,严格的隔振措施。
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f2激光全息检测的原理
激光全息无损检测是利用激光全息照相来检测r