CN105136806B - 基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***及测量方法，其特征是：不同波长的第一光源和第二光源的出射光经扩束后同时照射测量面；测量面漫反射的光经成像透镜、光阑、4f***和分光棱镜后分成两束光；两束光通过滤波片成为两个单一波长的光束，分别经过两个迈克尔逊剪切装置在不同方向上引入剪切量；两不同剪切方向的光经分光棱镜照射CCD靶面上。本发明可对被测物的缺陷进行双方向同步检测，是一种无损、全场、高效的测量方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***及测量方法，可从两个测量方向同时检测被测物的缺陷，尤其适用于航空航天中复合材料近表面缺陷的无损检测。
背景技术
剪切散斑干涉技术是一种全场、非接触、高灵敏度的光学测量技术，由于其可直接测量物体形变的导数，消除了测量过程中被测物体的刚性位移，因此，可将缺陷处的不均匀突变以相位图条纹畸变的形式凸显出来。此外，剪切散斑干涉技术还具有光路装置简单、抗震性能良好和对测量环境要求较低等优点，使其广泛应用在工业无损检测领域。
然而剪切散斑干涉技术只对其剪切方向上的形变敏感。由于被测物缺陷的加载形变有可能是多方向的，比如存在多个不同方向的长条形缺陷，如果利用传统单方向剪切散斑干涉***检测缺陷，只能检测在剪切方向上有加载形变的缺陷；如果被测物中的缺陷只产生与剪切方向垂直的加载形变，则无法检测这些缺陷。为了全面检测被测物中多种不同的缺陷，用传统的单方向剪切散斑干涉技术只能多次检测。但多次检测的方式并不能保证被测物的形变量前后的一致，为多种不同缺陷的后续统一量化处理带来困难。虽然也可以采用多个单方向剪切散斑干涉***同时测量被测物，但这样会使增加测量过程的复杂程度，而且各个***之间的测量信息难以精确匹配。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***及测量方法，以期实现对被测物的缺陷的双方向同步检测，使测量***结构简单、测量方法便捷。
本发明的为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***的结构特点是：
分别设置第一光源和第二光源作为照明光源；所述第一光源和第二光源分别经扩束同时照射被测面，在所述被测面的表面形成漫反射光；
所述漫反射光依次经成像透镜、光阑和4f***前置透镜之后，在分光棱镜中按5：5分束，形成光轴互成90度的第一光束和第二光束；
所述第一光束经第一滤光片滤除由第二光源在被测面上形成的漫反射光，并获得由第一光源在被测面上形成的第一光源漫反射光，所述第一光源漫反射光经第一迈克尔逊剪切装置获得具有X方向剪切的漫反射光；
所述第二光束经第二滤光片滤除由第一光源在被测面上形成的漫反射光，并获由第二光源在被测面上形成的第二光源漫反射光，所述第二光源漫反射光经第二迈克尔逊剪切装
置获得具有Y方向剪切的漫反射光；
所述具有X方向剪切的漫反射光和具有Y方向剪切的漫反射光经共同依次经分光棱镜和4f***后置透镜，并共同投照在CCD靶面上，获得双方向剪切散斑干涉图像；
所述第一光源和第二光源是具有不同的波长的激光光源。
本发明利用基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***实现被测物缺陷双方向检测的方法的特点是：对所述被测面进行加载使所述被测面在加载前后发生形变；通过采集分别获得所述CCD靶面上在被测面形变前后的双方向剪切散斑干涉图像；对所述双方向剪切散斑干涉图像进行傅里叶变换，获得所述双方向剪切散斑干涉图像的频谱；对所述频谱进行滤波处理，分别提取获得含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分和含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分；
将所述含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有X方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到X方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面在变形前和变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面的离面变形X方向导数的相位差，从而得到被测面X方向的检测结果；
将所述含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有Y方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到Y方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面在变形前和变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面的离面变形Y方向导数的相位差，从而得到被测面Y方向的检测结果。
本发明实现被测物缺陷双方向检测的方法的特点是按如下步骤进行：
步骤1：由所述CCD靶面采集被测面变形前双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)
步骤2：计算获得双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱
对于所述双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)进行傅里叶变换得到由式(1)表征的双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱FT[I(x,y)]：
FT[I(x,y)]＝A(fx,fy)+B(fx-fcx,fy)+B*(fx+fcx,fy)+C(fx,fy-fcy)+C*(fx,fy+fcy) (1)
式(1)中：
A(fx,fy)为空间频谱中含有背景光信息的低频项，其位于频谱的中心坐标(0,0)的周围区域上，带宽为MAX[2fu1,2fu2]，MAX[·]为取最大值计算；
B(fx-fcx,fy)和B*(fx+fcx,fy)互为共轭，带宽为2fu1，其含有X方向剪切的漫反射光的相位信息；
C(fx,fy-fcy)和C*(fx,fcy+fy)互为共轭，带宽为2fu2，其含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
fu1为X方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率；
fu2为Y方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率；
fcx为具有X方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fcy为具有Y方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fx和fy分别为频谱空间的横坐标和纵坐标；并有：
B(fx-fcx,fy)是在以坐标(fcx,0)为中心的区域上；
B*(fx+fcx,fy)是在以坐标(-fcx,0)为中心的区域上；
C(fx，fy-fcy)是在以坐标(0,fcy)为中心的区域上；
C*(fx,fcy+fy)是在以坐标(0,-fcy)为中心的区域上；
步骤3：设置滤波窗口提取含有相位信息的频率部分
提取B(fx-fcx,fy)频谱作为含有X方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据B(fx-fcx,fy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(fcx,0)为中心、以fu1为半径；
提取C(fx,fy-fcy)频谱作为含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据C(fx,fy-fcy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(0,fcy)为中心、以fu2为半径；
步骤4：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的相位信息
令：X方向剪切的漫反射光的相位信息为
Y方向剪切的漫反射光的相位信息为则有：
式(2)中：b(x,y)exp(j2πfcx)＝FT-1[B(fx-fcx,fy)]，c(x,y)exp(j2πfcy)＝FT-1[C(fx,fy-fcy)]，其中FT-1[·]为傅里叶逆变换运算，Im[·]为取虚部运算，Re[·]为取实部运算；
步骤5：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的变形前后的相位差，获得双方向检测结果
在被测面变形后采集一幅双方向剪切散斑干涉图像，按照步骤2、步骤3和步骤4对被测面形变后的双方向剪切散斑干涉图像进行相位信息提取，并由式(3)计算获得被测面变形前后双方向剪切散斑干涉图像的相位差分别为Δx(x,y)和Δy(x,y)，
式(3)中，为被测面变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息；
为被测面变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
以所述相位差Δx(x,y)和Δy(x,y)分别表征被测面形变后在X剪切方向和Y剪切方向上被测面的缺陷，作为检测结果。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明采用空间载波技术，在两个方向上引入载波，实现了频谱复用，可从单幅剪切散斑图获取两个剪切方向的相位信息，实现对被测物双方向同步检测。
2、本发明使用两个不同波长的激光器和相应的滤波片，使两个剪切方向上的光互不干扰。
3、本发明采用迈克尔逊干涉***作为剪切装置和载波装置，使***紧凑、简单、易调节。
4、本发明嵌入了4f***，提高了单次测量的面积，可调高测量效率。
附图说明
图1为本发明***构成示意图；
图2为本发明方法中计算获得的空间频谱图；
图3a和图3b为针对本发明方法所进行的实验1的测量结果；
图4a和图4b为针对本发明方法所进行的实验2的测量结果；
图5a和图5b为针对本发明方法所进行的实验3的测量结果；
图中标号：1第一光源，2第二光源，3第一扩束镜，4第二扩束镜，5被测面，6成像透镜，7光阑，8为4f***前置透镜，9分光棱镜，10第二滤光片，11第一滤光片，12第一迈克尔逊剪切装置，13第二迈克尔逊剪切装置，14分光棱镜，15为4f***后置透镜，16为CCD靶面。
具体实施方式
本实施例中基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***的结构形式为：
分别设置第一光源1和第二光源2作为照明光源；第一光源1经第一扩束镜3，以及第二光源2经第二扩束镜4之后同时照射被测面5，在被测面5的表面形成漫反射光。
漫反射光依次经成像透镜6、光阑7和4f***前置透镜8之后，在分光棱镜9中按照5：5的比例进行分束，形成光轴互成90度的第一光束和第二光束。
第一光束经第一滤光片11滤除由第二光源在被测面5上形成的漫反射光，并获得由第一光源在被测面5上形成的第一光源漫反射光，第一光源漫反射光经第一迈克尔逊剪切装置12获得具有X方向剪切的漫反射光。
第二光束经第二滤光片10滤除由第一光源在被测面5上形成的漫反射光，并获由第二光源在被测面5上形成的第二光源漫反射光，第二光源漫反射光经第二迈克尔逊剪切装置13获得具有Y方向剪切的漫反射光。
具有X方向剪切的漫反射光和具有Y方向剪切的漫反射光经共同依次经分光棱镜14和4f***后置透镜15，并共同投照在CCD靶面16上，获得双方向剪切散斑干涉图像。
第一光源1和第二光源2是具有不同的波长的激光光源。
利用本实施例中基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***实现被测物缺陷双方向检测的方法是：对被测面5进行加载使被测面5在加载前后发生形变；通过采集分别获得所述CCD靶面16上在被测面5形变前后的双方向剪切散斑干涉图像；对双方向剪切散斑干涉图像进行傅里叶变换，获得双方向剪切散斑干涉图像的频谱；对频谱进行滤波处理，分别提取获得含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分和含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分。
将含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有X方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到X方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面5在变形前和变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面5的离面变形X方向导数的相位差，从而得到被测面5的X方向的检测结果。
将含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有Y方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到Y方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面5在变形前和变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面5的离面变形Y方向导数的相位差，从而得到被测面5的Y方向的检测结果。
关于实现被测物缺陷双方向检测的方法，具体是按如下步骤进行：
步骤1：由所述CCD靶面16采集被测面5变形前双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)
第一迈克尔逊剪切装置中第一平面镜反射的光束ux1(x,y)和第二平面镜反射的光束ux2(x+Δx,y)分别由式(1a)和(1b)表示：
ux1(x,y)＝|ux1(x,y)|exp[jφx1(x,y)] (1a)
ux2(x+Δx,y)＝|ux2(x+Δx,y)|exp[jφx2(x+Δx,y)+2πjfcxx] (1b)
式(1a)中，|ux1(x,y)|和φx1(x,y)分别为光束ux1(x,y)的振幅和相位；
式(1b)中，|ux2(x,y)|和φx2(x+Δx,y)分别为光束ux2(x,y)的振幅和相位；
其中x,y分别表示CCD靶面阵列上的横坐标和纵坐标，fcx为具有X方向剪切的漫反射光的空间载波频率，Δx为第一迈克尔逊剪切装置在X方向上引入的剪切量，且载波频率fcx与剪切量Δx的关系为l1为第一迈克尔逊剪切装置中平面镜到CCD靶面的光程，λ1为所述第一光源的波长。
第二迈克尔逊剪切装置中第一平面镜反射的光束uy1(x,y)和第二平面镜反射的光束uy2(x,y+Δy)分别由式(2a)和(2b)表示：
uy1(x,y)＝|uy1(x,y)|exp[jφy1(x,y)] (2a)
uy2(x,y+Δy)＝|uy2(x,y+Δy)|exp[jφy2(x,y+Δy)+2πjfcyy] (2b)
式(2a)中，|uy1(x,y)|和φy1(x,y)分别为光束uy1(x,y)的振幅和相位；
式(2b)中，|uy2(x,y+Δy)|和φy2(x,y+Δy)分别为光束uy2(x,y+Δy)的振幅和相位；
fcy为具有Y方向剪切的漫反射光的空间载波频率，Δy为第二迈克尔逊剪切装置在Y方向上引入的剪切量，且载波频率fcy与剪切量Δy的关系为l2为第二迈克尔逊剪切装置中平面镜到CCD靶面的光程，λ2为第二光源的波长。
由式(3a)计算获得由CCD靶面所采集到的双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)：
I(x,y)＝a(x,y)+b(x,y)exp(2πjfcxx)+b*(x,y)exp(-2πjfcxx) (3a)，式(3a)中：
+c(x,y)exp(2πjfcyy)+c*(x,y)exp(-2πjfcyy)
a(x,y)＝|ux1(x,y)2+|ux2(x+Δx,y)2+|uy1(x,y)2+|uy2(x,y+Δy)2；
为X方向剪切漫反射光的相位信息，
为Y方向剪切漫反射光的相位信息，
步骤2：计算获得双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱
对于双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)进行傅里叶变换得到如图2所示的空间频谱图、由式(1)表征的双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱FT[I(x,y)]：
FT[I(x,y)]＝A(fx,fy)+B(fx-fcx,fy)+B*(fx+fcx,fy)+C(fx,fy-fcy)+C*(fx,fy+fcy)(1)
式(1)中：
A(fx，fy)为空间频谱中含有背景光信息的低频项，其位于频谱的中心坐标(0,0)的周围区域上，带宽为MAX[2fu1,2fu2]，MAX[·]为取最大值计算；若有2fu1>2fu2,则MAX[2fu1,2fu2]＝2fu1；
B(fx-fcx,fy)和B*(fx+fcx,fy)互为共轭，带宽为2fu1，其含有X方向剪切的漫反射光的相位信息；
C(fx,fy-fcy)和C*(fx,fcy+fy)互为共轭，带宽为2fu2，其含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
fu1为X方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率，fu2为Y方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率，D为光阑通光口径，f为成像透镜焦距；
fcx为具有X方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fcy为具有Y方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fx和fy分别为频谱空间的横坐标和纵坐标；
由于空间载波频率fcx和fcy的引入，则有：
B(fx-fcx,fy)是在以坐标(fcx,0)为中心的区域上；
B*(fx+fcx,fy)是在以坐标(-fcx,0)为中心的区域上；
C(fx,fy-fcy)是在以坐标(0,fcy)为中心的区域上；
C*(fx,fcy+fy)是在以坐标(0,-fcy)为中心的区域上；
步骤3：设置滤波窗口提取含有相位信息的频率部分
提取B(fx-fcx,fy)频谱作为含有X方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据B(fx-fcx,fy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(fcx,0)为中心、以fu1为半径；
提取C(fx,fy-fcy)频谱作为含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据C(fx,fy-fcy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(0,fcy)为中心、以fu2为半径；
步骤4：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的相位信息令：X方向剪切的漫反射光的相位信息为
Y方向剪切的漫反射光的相位信息为则有：
式(2)中：b(x,y)exp(j2πfcx)＝FT-1[B(fx-fcx,fy)]，c(x,y)exp(j2πfcy)＝FT-1[C(fx,fy-fcy)]，其中FT-1[·]为傅里叶逆变换运算，Im[·]为取虚部运算，Re[·]为取实部运算；比如：FT-1[B(fx-fcx,fy)]是对B(fx-fcx,fy)进行傅里叶逆变换运算，Im[b(x,y)exp(j2πfcx)]是取复数b(x,y)exp(j2πfcx)的虚部，Re[b(x,y)exp(j2πfcx)]是取复数b(x,y)exp(j2πfcx)的实部。
步骤5：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的变形前后的相位差，获得双方向检测结果
在被测面5变形后采集一幅双方向剪切散斑干涉图像，按照步骤2、步骤3和步骤4对被测面形变后的双方向剪切散斑干涉图像进行相位信息提取，并由式(3)计算获得被测面变形前后双方向剪切散斑干涉图像的相位差分别为Δx(x,y)和Δy(x,y)，
式(3)中为被测面变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息；
为被测面变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
以相位差Δx(x,y)和Δy(x,y)分别表征被测面形变后在X剪切方向和Y剪切方向上被测面的缺陷，作为检测结果。
实验1：以中心顶针物体表面为被测面，按本发明方法，使用波长为532nm的激光作为第一光源1，使用波长为457nm的激光作为第二光源2，成像透镜的焦距为25mm，光阑通光口径为1mm，测量加载前后被测面形变信息，图3a所示为X剪切方向的测量结果，图3b所示为Y剪切方向的测量结果，结果表明本发明方法可以对同一形变实现双方向同步测量。
实验2：以背面开X方向槽的铝板表面为被测面，按本发明方法，使用波长为532nm的激光作为第一光源1，使用波长为457nm的激光作为第二光源2，成像透镜的焦距为25mm，光阑通光口径为1mm，测量加载前后被测面形变信息，图4a所示为X剪切方向的测量结果，图4b所示为Y剪切方向的测量结果，图4a不能表明缺陷信息，而图4b可以明确表明缺陷信息，结合图4a和图4b可以避免缺陷的漏检。
实验3：以背面开Y方向槽的铝板表面为被测面，按本发明方法，使用波长为532nm的激光作为第一光源1，使用波长为457nm的激光作为第二光源2，成像透镜的焦距为25mm，光阑通光口径为1mm，测量加载前后被测面形变信息，图5a所示为X剪切方向的测量结果，图5b所示为Y剪切方向的测量结果，本实施例中图5a可以明确表明缺陷信息，而图5b不能表明缺陷信息，因此，结合图5a和图5b可以避免缺陷的漏检。
Claims (2)
1.利用基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***实现被测物缺陷双方向检测的方法，所述基于空间载波的双方向剪切散斑干涉***的结构形式是：分别设置第一光源(1)和第二光源(2)作为照明光源；所述第一光源(1)和第二光源(2)分别经扩束同时照射被测面(5)，在所述被测面(5)的表面形成漫反射光；所述漫反射光依次经成像透镜(6)、光阑(7)和4f***前置透镜(8)之后，在分光棱镜(9)中按5:5分束，形成光轴互成90度的第一光束和第二光束；所述第一光束经第一滤光片(11)滤除由第二光源在被测面(5)上形成的漫反射光，并获得由第一光源在被测面(5)上形成的第一光源漫反射光，所述第一光源漫反射光经第一迈克尔逊剪切装置(12)获得具有X方向剪切的漫反射光；所述第二光束经第二滤光片(10)滤除由第一光源在被测面(5)上形成的漫反射光，并获由第二光源在被测面(5)上形成的第二光源漫反射光，所述第二光源漫反射光经第二迈克尔逊剪切装置(13)获得具有Y方向剪切的漫反射光；所述具有X方向剪切的漫反射光和具有Y方向剪切的漫反射光经共同依次经分光棱镜(14)和4f***后置透镜(15)，并共同投照在CCD靶面(16)上，获得双方向剪切散斑干涉图像；所述第一光源(1)和第二光源(2)是具有不同的波长的激光光源；
其特征是所述被测物缺陷双方向检测的方法为：对所述被测面(5)进行加载使所述被测面(5)在加载前后发生形变；通过采集分别获得所述CCD靶面(16)上在被测面(5)形变前后的双方向剪切散斑干涉图像；对所述双方向剪切散斑干涉图像进行傅里叶变换，获得所述双方向剪切散斑干涉图像的频谱；对所述频谱进行滤波处理，分别提取获得含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分和含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分；
将所述含有X方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有X方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到X方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面(5)在变形前和变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面(5)的离面变形X方向导数的相位差，从而得到被测面(5)X方向的检测结果；
将所述含有Y方向剪切的漫反射光复振幅的频谱部分进行反傅立叶变换，获得含有Y方向剪切的漫反射光的复振幅，通过复振幅相位提取得到Y方向剪切的漫反射光的相位信息，将被测面(5)在变形前和变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息相减，得到表征被测面(5)的离面变形Y方向导数的相位差，从而得到被测面(5)Y方向的检测结果。
2.根据权利要求1所述的实现被测物缺陷双方向检测的方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1：由所述CCD靶面(16)采集被测面(5)变形前双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)
步骤2：计算获得双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱
对于所述双方向剪切散斑干涉图像的强度I(x,y)进行傅里叶变换得到由式(1)表征的双方向剪切散斑干涉图像的空间频谱FT[I(x,y)]：
FT[I(x,y)]＝A(fx,fy)+B(fx-fcx,fy)+B*(fx+fcx,fy)+C(fx,fy-fcy)+C*(fx,fy+fcy) (1)
式(1)中：
A(fx,fy)为空间频谱中含有背景光信息的低频项，其位于频谱的中心坐标(0,0)的周围区域上，带宽为MAX[2fu1,2fu2]，MAX[·]为取最大值计算；
B(fx-fcx,fy)和B*(fx+fcx,fy)互为共轭，带宽为2fu1，其含有X方向剪切的漫反射光的相位信息；
C(fx,fy-fcy)和C*(fx,fcy+fy)互为共轭，带宽为2fu2，其含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
fu1为X方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率；
fu2为Y方向剪切的漫反射光的低频部分的截止频率；
fcx为具有X方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fcy为具有Y方向剪切的漫反射光的空间载波频率；
fx和fy分别为频谱空间的横坐标和纵坐标；并有：
B(fx-fcx,fy)是在以坐标(fcx,0)为中心的区域上；
B*(fx+fcx,fy)是在以坐标(-fcx,0)为中心的区域上；
C(fx，fy-fcy)是在以坐标(0,fcy)为中心的区域上；
C*(fx,fcy+fy)是在以坐标(0,-fcy)为中心的区域上；
步骤3：设置滤波窗口提取含有相位信息的频率部分
提取B(fx-fcx,fy)频谱作为含有X方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据B(fx-fcx,fy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(fcx,0)为中心、以fu1为半径；
提取C(fx,fy-fcy)频谱作为含有Y方向剪切的漫反射光的相位信息的频谱，根据C(fx,fy-fcy)频谱的形状设置的圆形滤波窗口是以(0,fcy)为中心、以fu2为半径；
步骤4：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的相位信息令：X方向剪切的漫反射光的相位信息为
Y方向剪切的漫反射光的相位信息为则有：
式(2)中：b(x,y)exp(j2πfcx)＝FT-1[B(fx-fcx,fy)]，c(x,y)exp(j2πfcy)＝FT-1[C(fx,fy-fcy)]，其中FT-1[·]为傅里叶逆变换运算，Im[·]为取虚部运算，Re[·]为取实部运算；
步骤5：分别计算X方向剪切的漫反射光和Y方向剪切的漫反射光的变形前后的相位差，获得双方向检测结果
在被测面(5)变形后采集一幅双方向剪切散斑干涉图像，按照步骤2、步骤3和步骤4对被测面形变后的双方向剪切散斑干涉图像进行相位信息提取，并由式(3)计算获得被测面变形前后双方向剪切散斑干涉图像的相位差分别为Δx(x,y)和Δy(x,y)，
式(3)中，为被测面变形后X方向剪切的漫反射光的相位信息；
为被测面变形后Y方向剪切的漫反射光的相位信息；
以所述相位差Δx(x,y)和Δy(x,y)分别表征被测面形变后在X剪切方向和Y剪切方向上被测面的缺陷，作为检测结果。
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