Влияние помех на обработку выходного сигнала спекл- интерферометра на одиночном спекле

Abstract

В работе рассматривается влияние внешних помех на обработку выходного сигнала спекл-интерферометра на одиночном спекле. Представлено теоретическое и экспериментальное обоснование применения спекл-интерферометра на одиночном спекле для исследования динамических процессов в элементах конструкций. Представлена оптическая схема спекл-интерферометра на одиночном спекле. На основании теоретических исследований определены основные ограничения, накладываемые на параметры оптической схемы. Предлагаемая оптическая схема позволяет одновременно определять, как форму колебаний исследуемого объекта, так и амплитуду колебаний от нескольких нанометров до сотен микрон и в широком частотном диапазоне – от нуля герц до десятков мегагерц. Показано, что при амплитудах колебаний исследуемого объекта меньше λ/8 (длина волны лазерного излучения) выходной сигнал спекл-интерферометра полностью соответствует по форме колебаниям исследуемой поверхности объекта. При амплитудах колебаний исследуемого объекта больше λ/8 выходной сигнал спекл-интерферометра не будет соответствовать форме колебаний этой поверхности, так как сигнал преобразуется в осциллирующие пакеты. Частота следования пакетов определяет частоту колебаний объекта, а количество осцилляций в пакете определяет амплитуду колебаний исследуемой поверхности независимо от влияния внешних шумов. The influence of external noise on the processing of the output signal of a speckle interferometer on a single speckle is considered. The theoretical and experimental substantiation of the application of the speckle interferometer on a single speckle for the study of dynamic processes in elements of construction is presented. The optical scheme of a speckle interferometer on a single speckle is shown. On the basis of theoretical studies, the main limitations imposed on the parameters of the optical circuit are determined. The proposed optical scheme allows simultaneously to determine both the vibration mode of the object under study and the amplitude of the oscillations from several nanometers to hundreds of microns and in a wide frequency range from zero Hz to tens of megahertz. It is shown that for the amplitude of the vibrations of the investigated object is less than λ/8 (λ laser wavelength), the output signal of the speckle interferometer fully corresponds to the shape of the vibrations of the investigated object surface. When the amplitude of the vibrations of the object under study is greater than λ/8, the output signal of the speckle interferometer will not correspond to the shape of the vibrations of this surface, since the signal is transformed into oscillating packets. The repetition frequency of the packets determines the frequency of the vibrations of the object, and the number of oscillations in the packet determines the amplitude of the vibrations of the investigated surface independently from the influence of external noise.