介紹了什么是激光散斑，以及激光散斑產(chǎn)生的原因和原理。

激光散斑現(xiàn)象本質(zhì)上是光的干涉效應(yīng)。激光具有良好的單色性和相干性，當(dāng)它照射到一般物體的粗糙表面上、從凹凸不同的地方反射到眼睛里時(shí)，會(huì)有一個(gè)微小的光程差，它們相互干涉，有的相長(zhǎng)，有的相消，從而形成明暗分布的斑點(diǎn)。當(dāng)然這里的粗糙是相對(duì)于光的波長(zhǎng)（幾百納米）而言的。

1、產(chǎn)生原因

根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理,漫射表面為無(wú)數(shù)微小的點(diǎn)光源。由于激光的強(qiáng)相干性，這些點(diǎn)光源所發(fā)射的相干子波光束的空間彼此相干。相干光束的位相差的不同,在空間形成亮斑,暗斑,或介于亮斑與暗斑之間。由于漫射相干子波光束之間的位相差是隨機(jī)分布,因而這些相干子波光束在空間形成了無(wú)數(shù)隨機(jī)分布的亮斑與暗斑,稱(chēng)之為散斑。 散斑效應(yīng)僅僅存在于漫射表面呈光學(xué)粗糙的情況,也就是漫射表面的不平度大于或等于照明光束的波長(zhǎng)量級(jí)。

2、激光散斑光路

3、應(yīng)用

散斑的存在往往影響到光學(xué)儀器的分辨率。激光器用于全息照明 之后,也發(fā)現(xiàn)了激光散斑對(duì)全息照相分辨率的影響。人們一直認(rèn)為 這種散斑是帶著無(wú)用信息的特殊噪聲, 出了許多減弱乃至消除散 斑的方法。直至1969年后,人們通過(guò)研究逐漸發(fā)現(xiàn)了散斑所攜帶的一些有用信息,并逐步發(fā)展成一激光散斑計(jì)量技術(shù)。

產(chǎn)生散斑可由以下三種基本方法：

a. 用一束擴(kuò)展的激光束照明固體的漫射表面,并由此表面漫反射后,在空間形成激光散斑,在空間某一確定位置所觀察到的 散斑光強(qiáng),稱(chēng)之為該空間位置的散斑狀態(tài)。如果物體表面的漫射子波源發(fā)生變化,該空間位置上相應(yīng)的散斑狀態(tài)也將發(fā)生 變化。若跟蹤觀察某一個(gè)散斑狀態(tài)保持不變的散斑,該散斑將 隨物體表面漫射子波源的變化而產(chǎn)生空間位置的移動(dòng),稱(chēng)之為散斑位移。它是激光散斑計(jì)量技術(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)固體力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)。

b. 是用一束準(zhǔn)直的激光束照明一個(gè)透射的漫射表面(如毛玻璃 )時(shí),由漫射表面的透射光束在空間形成散斑。此時(shí),空間散 斑位移往往與光束傳播方向的變化有關(guān)。它是激光散斑計(jì)量技 術(shù)測(cè)量流體密度場(chǎng)、濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)。

c. 激光束直接照明——激光束直接照射在彌散于空間的粒子場(chǎng), 這些在空間隨機(jī)分布的粒子漫射出來(lái)的光束在空間形成了激光 散斑,空間散斑位移與漫射粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。它是激光散斑檢測(cè)技術(shù)測(cè)量流體速度場(chǎng)的基礎(chǔ)。

審核編輯：黃飛