散斑干涉技术的发展历程简介

1962年，贝尔实验室的Rigden和Gordon首先发现了激光散斑现象。当采用激光这种高度相干的光源照射物体时，物体的像上总是覆盖着不规则的黑白点，称之为散斑。散斑影响了图像的分辨率。早期的激光全息方法中，总希望消除或减小散斑的影响。20世纪70年代，Leendertz和Butters首先提出，如果不能消除散斑，我们是否能够利用散斑进行测量呢？答案是肯定的。

1970年，Leenderz开创了一类新的以干涉方法实现光学粗糙表面检测的方法，称为散斑干涉计量。它的记录和再现在本质上与全息干涉计量相同，在形式上更加灵活。即不仅可以用光学方法实现，还可以用电子学和数字方法实现。在光学方法中，原始散斑场用光学胶片记录，用光学信息处理技术提取信息，而在电子学和数字方法实现中，原始散斑用光电器件（通常是CCD摄像机）记录，用电子学和数字信号处理技术实现信息的提取。习惯上称光学实现的方法为散斑干涉。而将电子学和数字实现方法称为电子散斑干涉（Electronic Speck-le Pattern Interferometry，缩写为ESPI），或数字散斑干涉（Digital Speckle Pattern Interferometry，缩写为DSPI）。ESPI的缩写被广泛采用。

几乎在散斑干涉测量技术发展的同时，用电视系统替代照相处理，用电子技术和计算机技术替代光学滤波技术的电子散斑干涉技术已经开始出现。随着计算机技术的高速发展，电子散斑干涉术已经成为全息散斑计量技术中最有实用价值的技术之一。在电子散斑干涉计量中，原始的散斑干涉场由光电器件转换成电信号记录下来。用模拟电子技术或数字电子技术方法实现信息的提取，形成的散斑干涉场可直接显示在图像监视器上，也可以存入电子计算机。

与光学滤波方法相比，ESPI具有操作简单、速度快、自动化程度高等许多优点，可以进行静态和动态测试。两者不同之处还在于获取变形信息的原理，ESPI采取的主要方法是图像灰度值相减技术，而光学的二次曝光实质是相加技术。(www.xing528.com)

散斑测量方法中最重要的有两种：散斑干涉法（Speckle Pattern Interferometry，简称SPI）和错位散斑干涉（Shearing Speckle Pattern Interferometry，简称SSPI，近年来称之为Shearography）。散斑干涉法直接测量位移，多用于应变及振动测量；错位散斑干涉法直接测量位移梯度（更准确地讲，是表面距离为错位量的两个点的位移差，详见第3章），在无损检测中有重要的应用价值。

传统的散斑干涉/错位散斑干涉方法都需要全息干版照相记录、冲洗化学处理及光学再现，十分耗时。因此没有能在工业领域得到广泛应用。这可以作为第一代，即干版照相。电子图像处理取代底片化学处理，产生了第二代，即电子图像时代，此时的散斑干涉发展为电子散斑干涉，而错位散斑干涉也发展为电子错位散斑干涉（Electronic Shearing Speckle Pattern Interferometry，简称ESSPI，也称Electronic Shearography）。通常使用CCD摄像机记录变形前后的散斑图，用电子的方法进行图像的比较和处理并在监视器上显示干涉条纹图。电子处理方式克服了照相方式耗时多的缺点，实现了实时的干涉条纹图的显示，即变形过程的动态监测。