散斑干涉技术测量表面位移通常应用二次曝光法。同样在目标未变形前曝光一次记录的散斑图相当于许多形状和大小不同且随机分布小孔不透明屏。目标变形后其表面某一点产生位移像上相应的点也产生位移透镜能够分辨的各个小区域发生不同的位移在同一张全息底片上再进行第2次曝光此时记录的散斑图也相应地产生位移。2次曝光的底片满布屏幕上的已是双孔。每一对双孔对应着目标某一小区域的位移。
a散斑照相记录
b散斑直接记录
图1记录散斑图的2种光路示意图
1、试样2、底片3、相机4、激光器5、快门6、透镜
8、式样9、记录介质
散斑尺寸的大小与记录使用的透镜尺寸有关它由端利准则来确定
7、固定点
d122F122f
1
D
式中d：散斑直径：激光波长F：透镜相对孔径f：透镜焦距D：透镜孔径。
3散斑干涉实验装置及原理
散斑干涉实验原理示意图如图21所示，它将激光经过分光镜B分出的两束激光经扩束后照射到另一块反射镜而与物体漫射光相汇合而形成干涉，前者是参考光，后者是物光56。
2
f物光的光强分布为：
图21散斑干涉实验原理示意图如
Uoruorexpor
2
其中u0r是光波的振幅，0r是经物体漫射后的物体光波的相位。参考光的光强分布为：
URruRrexpRr
3
物光与参考光在CCD靶面上汇合形成光强Ir为：
Ir

u
2o

u
2R

2uouR
coso
R

4
当被测物体发生变形后，表面各点的散斑场振幅uor基本不变，而位相
or将改变为orr，即
U
O
uorexporr
5
其中ΔФ（r）为由于物体变形产生的相位变化。
变形前后的参考光波维持不变。这样，变形后的合成光强Ir为：
I
r

uo2

u
2R

2uouR
coso
R

r
6
对变形前后的两个光强进行相减处理：
IIrIr
＝uo2uR22uouRcosoRruo2uR22uouRcosoR
＝
4uouR
si
o
R


r2

si

r2
7
3
f由上式可见，相减处理后的光强是一个包含有高频载波项
si
o
R

r2
si
的低频条纹
r2
。该低频条纹取决于物体变形引起的
光波相位改变。这个光波相位变化与物体变形关系从光波传播的理论可以推导出
来，即有：


2
d11
cos


d2
si


8
其中是所用激光波长，是照明光与物体表面法线的夹角，d1是物体变形
的离面位移，d2是物体变形的面内方向位移。
为了使光路对离面位移敏感，应该使照明角比较小，即cos1si
0，
则由（8）式可以得到7：


4
d1
9
有7式可知，在暗条纹处，
由9式和（10）式可得到：
2k
10
d1

k2
r