莫爾測量法中相位物體位置對結果的影響研究

陳雅宜，陳云云，張靜云，楊翠紅

（1.南京信息工程大學江蘇省大氣海洋光電探測重點實驗室，江蘇南京210044；2.南京信息工程大學江蘇省氣象光子學與光電探測國際合作聯合實驗室，江蘇南京210044）

引言

莫爾測量法因其實時、穩定、非接觸等特點，自1980年O.Kafri 將其用于測量相位物體之后[1]，已被廣泛用于各類火焰溫度場[2]、跨音速和超音速風洞密度場[3]、稀釋蔗糖溶液和常壓空氣的折射率測量[4]等研究中。最值得一提的是，自J.Stricker首次從偏折層析的逆Radon 變換公式出發，對2 個被加熱的銅柱產生的非對稱溫度場進行了重建[5]，使得莫爾層析技術成為光學測量的重要手段之一。事實上，莫爾層析技術就是將莫爾測量法原理與光學計算層析技術相結合，在保留了實時、穩定、非接觸優點的基礎上，同時還具備層析技術可以獲取被測流場關鍵參量的3-D 分布的優勢。在此之后，關于莫爾層析技術的應用研究日益深入，主要包括：條紋形成機理[6-8]、條紋信息提取方法[9-15]以及折射率重建算法[16-19]等。到目前為止，莫爾層析技術已被廣泛用于各類流場的結構顯示和關鍵參量測量中，其中還包括一些高溫復雜流場[20-22]。然而，調研結果表明，在莫爾測量法的應用中，有部分研究將待測量物體放置于2 個光柵中間[23-25]，但更多的是將被測相位物體放在2 個光柵前面[26-30]。

為了確定相位物體放置位置對結果的影響，本文將從理論和實驗2 個方面著手進行研究。我們將基于標量衍射理論下的莫爾條紋方程進行推導，并最終進行實驗驗證，相關研究結果將為更好地應用莫爾測量法進行流場檢測提供一定的參考和指導。……