Reduktion von Phasensingularitäten zur Vermeidung von Unwrapping-Problemen bei der Auswertung von Speckle-Shearing-Interferogrammen

• Applicants: Professor Dr. Norbert Lindlein; Dr. Klaus Mantel
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 192821296

Zur Messung von Deformationen rauher Objekte hat sich die Speckle-Interferometrie etabliert. Um besonders kompakte Aufbauten zu erreichen, werden dabei oft Shearing-Einheiten eingesetzt, wobei die Ableitung der Phaseninformation in Shearrichtung gemessen wird. Die in der Speckle- Interferometrie auftretenden Phasensingularitäten erschweren allerdings die Auswertung erheblich, da dann bei der Kontinuierung („phase unwrapping“) der gemessenen modulo-2π-Phasenwerte Vieldeutigkeiten auftreten. Um dieses Problem zu lösen, wird hier – unseres Wissens erstmalig – eine Kombination von physikalische Maßnahmen vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Phasensingularitäten im Idealfall vollständig eliminiert, zumindest jedoch drastisch reduziert werden können, so dass die Phaseninformation direkt mit Hilfe von Standardmethoden wie dem „phase unwrapping“ für glatte Flächen gewonnen werden kann. Dabei soll zum einen der Specklekontrast mittels einer speziellen Formung der Lichtquelle verringert werden, was die Zahl der Singularitäten soweit reduziert, dass sie bei der Phasenauswertung nicht weiter stören. Zum anderen soll Zwei-Wellenlängen-Interferometrie verwendet werden, um die effektive Wellenlänge des Lichts synthetisch zu erhöhen, da die Phasenauswertung sonst bereits aufgrund der Rauhigkeit des Testobjekts scheitern muss. Insgesamt ergäbe sich damit die Möglichkeit, Standard-Phasenalgorithmen in der Speckle-Interferometrie einzusetzen und die Phasenauswertung deutlich zu vereinfachen.

• DFG Programme: Research Grants