A simplified multi-wavelength ESPI contouring technique based on a diode laser system

Abstract

A simplified multi-wavelength ESPI contouring technique using a diode laser source has been demonstrated to be a useful tool in the shape measurement of an object. Unlike other type of two-wavelength ESPI contouring systems, the technique described in this paper does not required a master-wavefront illumination and the conjugate condition imposed on the reference beam, the experiment procedure is, therefore, considerably simplified. Instead of modulating the injection current of the diode laser, the alternation of wavelength is achieved by adjusting the temperatures applied to the laser diode so that the problem of visibility reduction due to intensity variations of speckle pattern can be overcome. In addition, the decorrelation effect due to the wavelength change in this specific ESPI contouring system is also analyzed quantitatively in order to show the limitations of this technique on practical applications. Contour fringes of a pyramid, as an example, are obtained from experiments, which are in agreement with theoretical analysis.

Es wird ein vereinfachtes ESPI-Konturlinienverfahren mit Multiwellenlängen, das eine Laserdiode als Lichtquelle verwendet, gezeigt und bel Oberflächenmessungen eingesetzt. Das in diesem Artikel beschriebene Verfahren braucht keine Musterwellenfrontbeleuchtung und keine konjugierte Bedingung für Referenzwellenfront, was aber die anderen ESPI-Konturlinienverfahren mit Doppelwellenlängen verwendet haben. Dadurch ist der Versuchsprozeß weitgehend vereinfacht. Anstatt der Modulation des Laserdiodenstroms wird die Wellenlänge durch Änderung der Laserdiodentemperatur variiert, so daß die durch lntensitätsänderung der Speckle-Muster verursachte Kontrastreduzierung vermieden werden kann. Ferner wird der durch Wellenlängenänderung verursachte Dekorrelationseffekt in diesem spezifischen ESPI-Konturlinienverfahren quantitativ analysiert, urn die Begrenzung des Verfahrens auf praktische Anwendungen zu zeigen. Als Beispiel sind Konturlinienstreifen einer Pyramide aufgenommen und diskutiert, welche mit theoretischer Analyse übereinstimmt.