Speckle-basierte Messverfahren zur Charakterisierung rauer Oberflächen:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Linz
Trauner
2013
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Advances in mechatronics
23 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 MOTIVATION UND EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 1
1.2 EINLEITUNG 2
1.2.1 GESCHICHTE DES LASERS 2
1.2.2 ENTSTEHUNG VON LASER SPECKLE 3
1.2.3 EINFLUSS DER RAUHEIT AUF LASER-SPECKLE 6
1.2.4 EINFLUSS EINER BESCHICHTUNG AUF DIE OPTISCHE RAUHEIT 7
1.2.5 KAPITELEINTEILUNG 10
2 OPTISCHE GRUNDLAGEN 13
2.1 BEGRIFFE 13
2.1.1 PHASENBEZIEHUNG 13
2.1.2 PHASOR 13
2.1.3 SPECKLE 14
2.1.4 OPTISCHE ABBILDUNG 14
2.1.5 PUNKTSPREIZFUNKTION 14
2.1.6 AUSBREITUNGSMODE 15
2.2 OPTISCHE VERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG VON OBERFLAECHEN 15
2.2.1 REFLEKTOMETRISCHE INTERFERENZSPEKTROSKOPIE 15
2.2.2 SPEKTROSKOPISCHE ELLIPSOMETRIE 16
2.2.3 THERMISCH TRANSIENTE VORGAENGE 16
2.2.4 DAEMPFUNGSMESSUNG 16
2.2.5 FLUORESZENZMESSUNG 17
2.3 EINFLUSSGROESSEN IN OPTISCHEN MESSAUFBAUTEN 18
2.3.1 LASER UND DESSEN EIGENSCHAFTEN 19
2.3.2 WELLENFRONTKRUEMMUNG DES LASERSTRAHLS UND GEOMETRISCHE STABILITAET
25
2.3.3 STABILITAET DER AUFTREFFPOSITION DES LASERFLECKS 27
2.3.4 STABILITAET DER WELLENLAENGE 28
2.3.5 SCHLIEREN 30
2.3.6 THERMISCHE EFFEKTE * GEOMETRIEAENDERUNG 33
2.4 ZUSAMMENFASSUNG 35
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INHALTSVERZEICHNIS
3 DISTRIBUTION VISKOSER MEDIEN AUF RAUEN OBERFLAECHEN 37
3.1 TEILWEISE BENETZTE OBERFLAECHE 37
3.2 VOLLSTAENDIG BENETZTE OBERFLAECHE 41
3.2.1 VOLLSTAENDIG BENETZTE, IDEAL GLATTE OBERFLAECHE 41
3.2.2 VOLLSTAENDIG BENETZTE, RAUE OBERFLAECHE 42
3.3 ZUSAMMENFASSUNG 43
4 STATISTIK DER LASER SPECKLE 45
4.1 ZUFAELLIG VERTEILTE ZEIGER 45
4.2 ZUFALLSZEIGER SUPERPONIERT MIT BEKANNTEM ZEIGER 51
4.3 SUMME MEHRERER ZUFALLSZEIGER 55
4.4 INTENSITAETSBETRACHTUNGEN DER SPECKLE-STATISTIK ERSTER ORDNUNG 56
4.4.1 SPECKLE-STATISTIK ERSTER ORDNUNG DER INTENSITAET UND PHASE 58
4.4.2 CHARAKTERISTISCHE FUNKTION 60
4.4.3 INTENSITAETSBETRACHTUNG VON ZUFALLSZEIGER SUPERPONIERT MIT
BEKANNTEM ZEIGER . 60
4.4.4 SUMME VON SPECKLE-BILDERN 65
4.4.5 SUMME VON KORRELIERTEN SPECKLE-BILDERN 70
4.5 SPECKLE-STATISTIK HOEHERER ORDNUNG 70
4.5.1 EINFLUSS DER WELLENLAENGENAENDERUNG AUF DIE KORRELATION DER
INTENSITAET BEI BE
LEUCHTUNG UND BEOBACHTUNG NORMAL ZUR OBERFLAECHE 71
4.5.2 EINFLUSS DES BELEUCHTUNGSWINKELS AUF DIE KORRELATION DER
INTENSITAET BEI UNVERAEN
DERTER WELLENLAENGE UND KONSTANTEM BEOBACHTUNGSWINKEL 73
4.6 ZUSAMMENFASSUNG 75
5 MESSVERFAHREN, IHRE IMPLEMENTIERUNG UND ERGEBNISSE FUER RAUE
OBERFLAECHEN 77
5.1 RAUHEITSMESSUNGEN 77
5.2 SPECKLE-MESSUNGEN 86
5.2.1 ERMITTLUNG DES MITTLEREN SPECKLE-DURCHMESSERS 86
5.2.2 MESSUNG DER SPECKLE-DURCHMESSER UNTER SCHRAEGER BELEUCHTUNG 89
5.3 ZUSAMMENFASSUNG 94
6 SPECKLE-MESSVERFAHREN, IHRE IMPLEMENTIERUNG UND ERGEBNISSE FUER
BESCHICHTETE RAUE
OBERFLAECHEN 95
6.1 KORRELATIONSANALYSE VON ZWEI SPECKLE-BILDERN, UNTER VERWENDUNG EINER
WELLENLAENGE . . 95
6.2 KORRELATIONSANALYSE EINES SPECKLE-BILDES, BELEUCHTET MIT ZWEI
WELLENLAENGEN 104
6.2.1 MESSAUFBAU 104
6.2.2 ELEKTRONIK 106
6.2.3 AUSWERTUNG 106
6.3 KORRELATIONSANALYSE VON ZWEI SPECKLE-BILDERN, UNTER VERWENDUNG VON
ZWEI WELLENLAENGEN 114
6.4 ZUSAMMENFASSUNG 118
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 119
7.1 ZUSAMMENFASSUNG 119
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
7.2 AUSBLICK 120
A SPECKLE BEI VERSCHIEDENEN WELLENPHAENOMENEN 121
A.L SPECKLE IN DER ASTRONOMIE 121
A. 1.1 KNOX-THOMPSON-METHODE 127
A.L.2 BI-SPEKTRUM-METHODE 127
A.2 SPECKLE IN RADARANWENDUNGEN 128
A.3 SPECKLE IN ULTRASCHALLANWENDUNGEN 134
A.3.1 SPECKLE-REDUZIERUNG MITTELS WAVELET TRANSFORMATION 135
A.3.2 SPECKLE-REDUZIERUNG DURCH FILTER IM ORTSBEREICH 136
A.4 ZUSAMMENFASSUNG 136
LITERATURVERZEICHNIS 137
IX |
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