激光检测技术简介及其进展
作者：激光 文章来源：光电子网 点击数： 更新时间：2008-7-23 12:26:15
激光技术用于检测工作主要是利用激光的优异特性，将它作为光源，配以相应的光电元件来实现的。它具有精度高、测量范围大、检测时间短、非接触式等优点，常用于测量长度、位移、速度、振动等参数。在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量(如位移、温度、压力、速度、折射率等) 的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法(如外差、相关、取样平均、光子计数等) 被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。由于光纤能控制光束的传播路径，光纤技术的出现使光调制方法增多，接收更为方便，同时它能进入物体内部，扩大了测量范围，提高了测量精度，甚至可以事先铺设在各种建筑物内部，作实时检测和自动控制等。光纤激光器具有非常高的电光转换效率，其光束质量无与伦比，在光学检测领域发挥着重要作用。
在激光技术发展过程中，利用ccd 图像处理技术，可以提高测量信噪比，并扩大测量范围，目前其正全面改造着传统的光学测量方法；因其高的分辨率，可以直接用于物体外部尺寸、轮廓以及位移和有关物理量的测量。由于图像具有非常高的信息量，特别是彩色ccd，在遥感技术和光纤传感技术中也得到普遍应用。利用光与物质的相互作用，如激光致超声、激光热效应等新的探测方法，在无损检测中也得到广泛应用。随着科学技术的日新月异， 新的检测方法还会不断出现。
激光检测技术属于非接触式测量技术，与接触式测量方法相比，具有限制更少、效率更高、不损伤测量表面、不易受被测对象表面状态影响等优点，因此高精度的激光检测技术越来越广泛地应用到精密、超精密加工中。超精密加工技术，其精度从微米级到亚微米级、纳米级，在高技术领域和军用工业以及民用医疗工业中都有大量需求。就国防工业而言， 如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件、飞机发动机转子叶片、导弹惯性仪表、激光陀螺仪的平面反射镜、红外制导的导弹反射镜等，其表面粗糙度均要求微纳米级， 需要高精度激光检测技术。而非球面作为超精密加工中的重点和难点，其加工和检测技术引起了各个国家的高度重视。目前，非球面的高精度检测技术及设备由日美和欧盟国家掌握，同时鉴于在信息处理、通信、生物、医疗、地面和空间技术、制造业，尤其是国防上的巨大应用前景，国外已对中国实行技术保密和技术封锁。如果一直从国外引进相关先进设备，一是受到许多限制，二是会永远落后于别人，不利于我国制造工业的发展。联系《国家中长期科学和技术发展规划》，在激光检测技术学科方面，我认为，激光非球面检测技术应作为重点攻关方向之一。
2 激光非球面检测技术
长期以来，非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高，尤其对于高精度非球面的检测。常规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等，对于检测工件表面来说都有一定的局限性。
原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上，当针尖很靠近样品时，其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲，偏离原来的位置。根据扫描样品时探针偏离量或其它反馈量重建三维图像，就能间接获得样品表面的形貌图。
文章录入：admin 责任编辑：admin