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A simplified multi-wavelength ESPI contouring technique using a diode laser source has been demonstrated to be a useful tool in the shape measurement of an object. Unlike other type of two-wavelength ESPI contouring systems, the technique described in this paper does not required a master-wavefront illumination and the conjugate condition imposed on the reference beam, the experiment procedure is, therefore, considerably simplified. Instead of modulating the injection current of the diode laser, the alternation of wavelength is achieved by adjusting the temperatures applied to the laser diode so that the problem of visibility reduction due to intensity variations of speckle pattern can be overcome. In addition, the decorrelation effect due to the wavelength change in this specific ESPI contouring system is also analyzed quantitatively in order to show the limitations of this technique on practical applications. Contour fringes of a pyramid, as an example, are obtained from experiments, which are in agreement with theoretical analysis., Es wird ein vereinfachtes ESPI-Konturlinienverfahren mit Multiwellenlängen, das eine Laserdiode als Lichtquelle verwendet, gezeigt und bel Oberflächenmessungen eingesetzt. Das in diesem Artikel beschriebene Verfahren braucht keine Musterwellenfrontbeleuchtung und keine konjugierte Bedingung für Referenzwellenfront, was aber die anderen ESPI-Konturlinienverfahren mit Doppelwellenlängen verwendet haben. Dadurch ist der Versuchsprozeß weitgehend vereinfacht. Anstatt der Modulation des Laserdiodenstroms wird die Wellenlänge durch Änderung der Laserdiodentemperatur variiert, so daß die durch lntensitätsänderung der Speckle-Muster verursachte Kontrastreduzierung vermieden werden kann. Ferner wird der durch Wellenlängenänderung verursachte Dekorrelationseffekt in diesem spezifischen ESPI-Konturlinienverfahren quantitativ analysiert, urn die Begrenzung des Verfahrens auf praktische Anwendungen zu zeigen. Als Beispiel sind Konturlinienstreifen einer Pyramide aufgenommen und diskutiert, welche mit theoretischer Analyse übereinstimmt.

For the measurement of vibrations using double-pulse techniques, pulses separations between 1 and 1000 microseconds are necessary. Until now double-pulsed holographic interferometry has been extensively used to measure vibrations. This method has the disadvantage that it needs the recording and the reconstruction of a hologram. For the recording a photographic plate or a thermo-plastic camera is usually used. The hologram is then reconstructed usually with a continuous laser and viewed with a CCD camera. This process is time consuming. Double pulsed ESPI [1] enables to obtain correlation fringes corresponding to the displacement without recourse to any form of photographic processing and plate relocation.

Es wird eine neue Konturing-Methode mit einer elektronischen Zweiwellenlängen-Speckle-Interferometrie (TWESPI) vorgeschlagen, bei der zwei Beleuchtungsstrahlen verwendet werden. Die optisch rauhe Oberfläche wird bei einer synthetischen längeren equivalenten Wellenlänge vermessen, so daß durch die Änderung der Wellenlängen eine variable Meßempfindlichkeit erhalten werden kann. Dadurch erweitert diese Technik den Meßbereich der Einwellen-Speckle-Interferometrie und erlaubt die Messung von Konturen steiler Profile als bisher mit der Einwellenlängen-Methode möglich war., A new contouring technique using two-wavelength electronic speckle pattern interferometry (TWESPI) employing dual-beam illuminations is proposed. This technique extents the measurement range of single-wavelength electronic speckle pattern interferometry and allows the measurment of profiles of the steeper surfaces than has preciously been possible with a single-wavelength.

In this paper we extend and study the method for generating contours of diffuse objects employing a dual beam illumination coupled with electronic speckle pattern interferometry. The sensitivity and the orientation of the contour planes are analyzed. A novel method for tilting the planes of contours and experimental results incorporating phase shifting and fringe analysis are also presented. The theoretical and the experimental results show good agreement.

A double heterodyne interferometer using a multimode laser diode with a synthetic wavelength of approximately 1 mm has been established and the stability of the synthetic wavelength has been investigated.

A discussion of the essential technical advantages, limitations, various kinds of errors and required characteristics of dual-beam illumination ESPI optical system by tilting illuminations for contouring is attached. Attractive features are the simplification of the optical system, the stationary reference contour planes and the possibility of adjusting various parameters for contouring., Eine Diskussion der wichtigen technischen Vorteile, Begrenzungen, verschiedene Fehlerquellen und notwendige Charakteristiken des optischen Zweistrahl-ESPl-Systems bei schräger Beleuchtung wird vorgestellt. Attraktive Eigenschaften sind die Vereinfachung der optischen Systeme, die stationären Kontur-Referenzebenen, und die Möglichkeit der Justierung verschiedener Parameter an die Konturierung.

Es wird eine neue Konturing-Methode mit einer elektronischen Zweiwellenlängen-Speckle-Interferometrie (TWESPI) vorgeschlagen, bei der zwei Beleuchtungsstrahlen verwendet werden. Die optisch rauhe Oberfläche wird bei einer synthetischen längeren equivalenten Wellenlänge vermessen, so daß durch die Änderung der Wellenlängen eine variable Meßempfindlichkeit erhalten werden kann. Dadurch erweitert diese Technik den Meßbereich der Einwellen-Speckle-Interferometrie und erlaubt die Messung von Konturen steiler Profile als bisher mit der Einwellenlängen-Methode möglich war., Instead of searching a direction vector of contour planes which is completely identical to the direction of the optical axis of a viewing system, we introduce a kind of the method of calibrating measurement values by computer so that the correct shape of the test object can be obtained when the direction vector of the contour planes deviates from the optical axis of the viewing system. The calibrating formula is derived and experimentally verified. According to the formula, the optimization of ESPI optical system is discussed. Several examples are analyzed. The theoretical and calibrated results show good agreement.

A new contouring method by modified dual-beam electronic speckle pattern interferometry is proposed. Instead of tilting test object as used in previous single, wavelength techniques by ESPI, we introduce a tilt to the illuminating beams in order to obtain the contour fringe patterns. The most attractive feature of this technique is the possibility of contouring a stationary object so that it would be a more promising method in practical engineering metrology. The theoretical and experimental results show good agreement., Eine neue Konturing-Methode mit einem modifizierten elektronischen Zweistrahl-Speckleinterferometer wird vorgeschlagen. Anstatt wie bei den üblichen Einwellenlängen-Techniken beim ESPI das Testobjekt zu verdrehen, neigen wir zur Erzeugung von Konturstreifen den Beleuchtungsstrahl. Der attraktivste Vorteil dieser Technik ist die Möglichkeit, ein stationäres Objekt zu konturieren. Damit wird diese Methode in der praktischen Meßtechnik sehr vielversprechend. Theorie und Experiment zeigen eine gute Übereinstimmung.

An intrinsic decorrelation effect in a dual-beam ESPI system for contouring application is quantified by simple image processing techniques incorporating experimental data of speckle patterns. Practical limits for the range of application on contouring an object are also considered from the point of view of automatic fringe analysis. An acceptable degree of decorrelation due to the tilt of illuminating beams has been established., Mit Hilfe einer einfachen Bildverarbeitungstechnik und experimentellen Daten von Specklemustern wird der intrinsische Dekorrelationseffekt in einem Zweistrahl-ESPI-System für die Erzeugung von Höhenlinien quantifiziert. Praktische Grenzen bei der Anwendung zur Höhenlinienerzeugung werden aus der Sicht der automatischen Streifenanalyse diskutiert. Ein akzeptabler Dekorrelationsgrad bei der Verkippung der Beleuchtungsstrahlen wurde definiert.

Speckles are no longer regarded merely as a noise element, but as a carrier of information to be used in different applications. This offers a powerful and simple tool for studying surface roughness, for measuring displacement and strain, and for deformation and vibration analysis.