什么是激光散斑 激光散斑产生原因和原理

介绍了什么是激光散斑，以及激光散斑产生的原因和原理。

激光散斑现象本质上是光的干涉效应。激光具有良好的单色性和相干性，当它照射到一般物体的粗糙表面上、从凹凸不同的地方反射到眼睛里时，会有一个微小的光程差，它们相互干涉，有的相长，有的相消，从而形成明暗分布的斑点。当然这里的粗糙是相对于光的波长（几百纳米）而言的。

1、产生原因

根据惠更斯-菲涅尔原理,漫射表面为无数微小的点光源。由于激光的强相干性，这些点光源所发射的相干子波光束的空间彼此相干。相干光束的位相差的不同,在空间形成亮斑,暗斑,或介于亮斑与暗斑之间。由于漫射相干子波光束之间的位相差是随机分布,因而这些相干子波光束在空间形成了无数随机分布的亮斑与暗斑,称之为散斑。 散斑效应仅仅存在于漫射表面呈光学粗糙的情况,也就是漫射表面的不平度大于或等于照明光束的波长量级。

2、激光散斑光路

3、应用

散斑的存在往往影响到光学仪器的分辨率。激光器用于全息照明 之后,也发现了激光散斑对全息照相分辨率的影响。人们一直认为 这种散斑是带着无用信息的特殊噪声, 出了许多减弱乃至消除散 斑的方法。直至1969年后,人们通过研究逐渐发现了散斑所携带的一些有用信息,并逐步发展成一激光散斑计量技术。

产生散斑可由以下三种基本方法：

a. 用一束扩展的激光束照明固体的漫射表面,并由此表面漫反射后,在空间形成激光散斑,在空间某一确定位置所观察到的 散斑光强,称之为该空间位置的散斑状态。如果物体表面的漫射子波源发生变化,该空间位置上相应的散斑状态也将发生 变化。若跟踪观察某一个散斑状态保持不变的散斑,该散斑将 随物体表面漫射子波源的变化而产生空间位置的移动,称之为散斑位移。它是激光散斑计量技术测量实验固体力学参数的基础。

b. 是用一束准直的激光束照明一个透射的漫射表面(如毛玻璃 )时,由漫射表面的透射光束在空间形成散斑。此时,空间散 斑位移往往与光束传播方向的变化有关。它是激光散斑计量技 术测量流体密度场、浓度场和温度场的基础。

c. 激光束直接照明——激光束直接照射在弥散于空间的粒子场, 这些在空间随机分布的粒子漫射出来的光束在空间形成了激光 散斑,空间散斑位移与漫射粒子的运动状态有关。它是激光散斑检测技术测量流体速度场的基础。

审核编辑：黄飞