1、云纹干涉法,引言,云纹干涉是近20年来产生的现代光测力学中的一部分。由D. Post将高密度衍射光栅技术引入光测力学中，戴福隆利用波前理论科学解释了云纹干涉法原理，进一步完善了云纹干涉理论。云纹干涉具有高灵敏度、大量程、极好的条纹质量、非接触、实时全场观测等优点，从其诞生之日起就受到高度重视。目前云纹干涉的理论与方法研究已经基本完善，并在材料科学、无损检测、断裂力学、细观力学、微电子封装等许多领域应用广泛。,原理,D. Post最早提出云纹干涉的解释，并概括为：云纹干涉发的本质在于从试件栅衍射出的翘曲波前相互干涉，产生代表位移等值线的干涉条纹。当试件受载变形时刻制在试件表面的试件栅也随之变形，
2、变形后的试件栅与作为基准的空间虚栅相互作用形成云纹图。,原理,当两束相干准直光A、B对称以入射角入射且符合关系：f=sin/ 时，将获得沿试件表面法线方向的正一级衍射光波A和负一级衍射光波B，其中f为试件栅的频率。试件不受力时，A和B均为平面光波：A=a*exp(ia)B= a*exp(ib) 其中a、b为常数。,原理,当试件受力变形后，衍射波由平面光波变为和表面位移有关的翘曲波前A和B，其位相也发生相应的变化，两束衍射波前经过成像系统以后在照片底片上发生干涉。,翘曲波前可表示为： A=aexpi(a+a(x, y) B=aexpi(b+b(x, y),原理,a(x, y) 、b(x, y)分
3、别为变形引起的正负一级衍射光波的位相变化， 它们与试件表面x方向的位移U和z方向的位移W有如下关系： a(x, y)=2W(1+cos)-Usin/ b(x, y)=2W(1+cos)+Usin/ ,当试件受力变形后，衍射波由平面光波变为和表面位移有关的翘曲波前A和B，其位相也发生相应的变化，两束衍射波前经过成像系统以后在照片底片上发生干涉。,原理,当试件受力变形后，衍射波由平面光波变为和表面位移有关的翘曲波前A和B，其位相也发生相应的变化，两束衍射波前经过成像系统以后在照片底片上发生干涉。,正负一级衍射光波在像平面上发生干涉，光强为：I=(A+B)(A+B)=2a1+cos+(x, y),原理,其中=a-b为常数，(x, y)=a(x, y)-b(x, y)=2u(x, y)sin/， 变形后发生变化的光程差为： =*(x, y)/2并由此可以推导出u场上条纹位移级数N与光栅频率的关系：u(x, y)=N/f,当试件受力变形后，衍射波由平面光波变为和表面位移有关的翘曲波前A和B，其位相也发生相应的变化，两束衍射波前经过成像系统以后在照片底片上发生干涉。,应用,高温高压等恶劣环境下物体变形的测量 微电子封装组件的热变形研究 新材料细微观力学实验研究 现场测试等,应用,应用,应用,U场,V场,局部放大的U场云纹图,
