当激光所照射的物体发生运动时,所形成的散斑图样也发生随机的变化,称之为动态散斑。该动态散斑图样在时间和空间上的光强变化包含物体运动的信息。激光散斑计量技术可用于对物体表面的粗糙度、振动、形变、缺陷、裂纹等信息的测量,具有非接触、高灵敏、和实时等优点,已在工业检测领域获得广泛应用。近年来在生物医学应用领域也有很大发展,特别是激光散斑成像方法,使用CCD成像,无需扫描即可对组织x-
散斑成像仪
当激光所照射的物体发生运动时,所形成的散斑图样也发生随机的变化,称之为动态散斑。该动态散斑图样在时间和空间上的光强变化包含物体运动的信息。激光散斑计量技术可用于对物体表面的粗糙度、振动、形变、缺陷、裂纹等信息的测量,具有非接触、高灵敏、和实时等优点,已在工业检测领域获得广泛应用。近年来在生物医学应用领域也有很大发展,特别是激光散斑成像方法,使用CCD成像,无需扫描即可对组织x-y平面内的粒子运动进行二维宽场成像,使其倍受青睐,已被用于种子生物活性、动脉血管粥样化特性,以及皮肤、和脑皮层等组织血流动力学变化的检测。与目前已有的血流监测技术相比,如激光血流仪(单点检测,无空间分辨率;或扫描成像,速度慢,获取一幅血流图像需数分钟),激光散斑血流成像具有非接触、无需扫描、无需造影剂、高时空分辨率等优势,且可以同时得到血管管径,血管密度,血液流速和血流灌注量等微循环参数,在生命科学基础研究和临床诊疗中引起了广泛关注。
散斑的一阶统计描述了单点光强的涨落,如果需要了解散斑图像中光强从空间一点到另一点的变化,了解散斑的空间结构和散斑的尺寸,则需要进行散斑的二阶统计。散斑二阶统计的常用方法就是计算散斑强度分布的空间自相关函数和它的功率谱密度。在静态散斑研究中,散斑光强自相关函数可以帮助了解散斑空间结构的统计性质。对动态散斑而言,静态散斑光强起伏的自相关函数概念可以推广为动态散斑光强起伏的空间-时间互相关函数 。动态散斑的性质与散射物质的运动速度有关,因此可以使用动态散斑的二阶统计来测量散射物质的运动速度。
散斑现象普遍存在于光学成像的过程中,很早以前牛顿就解释过恒星闪烁而行星不闪烁的现象。由于激光的高度相干性,激光散斑的现象就更加明显。人们主要研究如何减弱散斑的影响。在研究的过程中发现散斑携带了光束和光束所通过的物体的许多信息,于是产生了许多的应用。例如用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度,利用散斑的动态情况测量物体运动的速度,利用散斑进行光学信息处理、甚至利用散斑验光等等。激光散斑可以用曝光的办法进行测量,但的测量方法是利用CCD和计算机技术,因为用此技术避免了显影和定影的过程,可以实现实时测量的目的,在科研和生产过程中得到日益广泛的应用,因此是值得在教学实验中推广的一个实验。本实验的目的是让学生初步了解激光散斑的特性,学习有关散斑光强分布和散射体表面位移的实时测量方法:相关函数法,通过本实验还可以了解激光光束的基本特点以及CCD光电数据采集系统。这些都是当代科研和教育技术中很有用的基本技术和知识。激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体(例如毛玻璃)时,在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点,称为激光散斑(Laser Speckles)或斑纹。如果散射体足够粗糙,这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的(对比度为1)。

激光的原理早在1916年被物理学家爱因斯坦发现,直到1960年梅曼教1授首1次成功制造出激光。激光的英文名为laser,国内早期译为“莱塞”,也有些刊物译为“镭射”,1964年,在钱学森教1授的建议下正式改为激光。
在激光技术应用领域,激光医学是受重视的领域之一。对于激光治1疗,想必大家并不陌生,比如矫正视力的激光准分子治1疗,激光美容的面部祛斑祛1痘等等。在欧美发达,激光治1疗在兽医临床的应用成了自然的延伸,在兽医领域得到了广泛的应用。

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