散斑成像

散斑成像是基于散斑图样（简称散斑）的分析，测量距离微小变化的各种光学测量方法。 当用足够相干长度的光照射表面时就会形成散斑，本文标题中的干涉测量一词既指散斑图案产生过程中相邻点散射波的干涉，也指相干叠加的散斑图案与参考波。 但是，并非此处描述的所有方法都使用参考波。 根据方法的不同，可以记录从几纳米到几十微米的距离变化。

在天文学中，散斑成像指的是一种图像增强技术，可以消除地面望远镜中湍流大气造成的退化。

电子散斑图案干涉测量法 (ESPI) 是一种使测试对象的微小变形可见的方法。 它用于材料研究，除其他外，研究振动、热应力、拉伸应力或剪切应力。该方法的基础是激光的散斑效应，它在测试对象的粗糙表面上散射并叠加与参考波。 在受控加载物体期间，现在可以在不改变相机、物体和激光的相对位置的情况下拍摄连续图像。 应力导致物体发生微小变形，从而导致图像中的散斑点发生迁移。 现在可以从散斑干涉图的计算机辅助分析中定量重建变形。

散斑像的另一个变体是剪切术。 与可用于测量表面位移的 ESPI 方法相比，剪切成像中的条纹图案代表变形梯度。 Shearography 在干扰振动方面更稳健，并且也在工业条件下使用。

散斑摄影是一种测量垂直于观察方向的位移（所谓的面内位移）的光学方法。 不会发生与参考波的叠加（如在 ESPI 方法和剪切散斑法中）。 面内距离变化直接根据偏移前后记录的散斑图案的相关性确定。

在天文学中，散斑成像是一种消除大气扰动对天文图像影响的方法。 大气中的空气湍流导致来自恒星的光沿着略微不同的路径到达望远镜。 出于这个原因，在望远镜的焦平面上产生了单个斑点的图案（所谓的散斑），而不是衍射理论上的清晰图像。 因此，望远镜的分辨能力受限于此散斑图案的平均直径。 图案的精细结构在不到一秒的时间内完全改变。 这种空气湍流还会产生众所周知的恒星耀斑（闪烁）。

对于散斑成像，拍摄了许多短期曝光而不是一张长时间曝光的单张图像。 单个曝光时间在几毫秒到最多一秒之间。通过对单个图像进行非线性平均，可以补偿地球大气的图像劣化影响，并获得衍射理论上清晰的图像对象（例如星星）。 由于曝光时间必然较短，因此它们的使用仅限于较轻的物体。