Speckle-Messtechnik

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Speckle-Messtechnik

Bei Beleuchtung einer diffus reflektierenden optisch rauen Oberfläche mit kohärentem Licht erscheint diese in einer körnigen Struktur (Speckle). Diese Erscheinung beruht auf Interferenzerscheinungen benachbarter Punkte und hängt von der Beobachtungsapertur ab. Bewegungen der Oberfläche lassen sich durch Analyse der Speckle-Verschiebungen erfassen.

Die verschiedenen Messtechniken gliedern sich in zwei Gruppen:

  • Speckle-Pattern-Photographie: Durch eine photographische Doppelbelichtung vor und nach einer Belastung erhält man auf dem Film (auf Objektoberfläche fokussiert) durch die Lageänderung der Speckle eine Mikrogitterstruktur, wobei Abstand und Orientierung der Streifen Betrag und Richtung der In-plane-Verschiebung des jeweiligen Punktes angeben (Messbereich: ca. 10 µm bis 1mm). Befindet sich der Film in der Beugungsebene der Abbildungsoptik, lassen sich Out-of-Plane-Verschiebungen (Verkippungen) bestimmen.
  • Speckle-Pattern-Interferometrie: Das Speckle-Muster wird zusammen mit einem Referenzlicht aufgezeichnet, wodurch hauptsächlich Out-of-Plane-Bewegungen interferometrisch registriert werden. Wie in der Holographie lassen sich Doppelbelichtungstechniken (Verschiebungsmessung) oder Time-Average-Verfahren (Schwingungsuntersuchungen) anwenden.

Da lediglich Speckle-Muster registriert werden, sind an das Auflösungsvermögen des Aufnahmematerials keine so hohen Ansprüche gestellt wie z. B. in der Holographie. Deshalb sind auch elektronische Kameras zur Speckle-Analyse und verglichen bzw. im Takt der Bildfrequenz gemittelt werden (ESPI: Electronic Speckle Pattern Correlation Interferometry).


Literaturhinweis

  • Kußmaul, K.: In Gräfen H. (Hrsg.): Lexikon Werkstofftechnik. VDI Verlag GmbH, Düsseldorf (1993)
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