CN107402215A - 用于无损检测的装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于无损检测的装置、系统和方法。本文公开了一种包括腔体的用于无损检测的装置。该装置还包括输入元件，该输入元件与腔体耦合并且被配置为接收激光束并将激光束引导入腔体中。该装置另外包括形成在腔体中并且沿腔体间隔开的多个输出元件。多个输出元件中的各输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得自多个输出元件中的各输出元件引导出的激光束的各部分具有基本上相似的强度。

Description

用于无损检测的装置、系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及检测结构，并且更具体地涉及使用剪切散斑干涉技术对材料进行无损检测。
背景技术
无损检测可用于检测材料。通过使用无损检测，可以分析材料的性质而不会对材料造成损害。使用剪切散斑干涉技术进行某些无损检测。剪切散斑干涉技术使用相干光或相干声波来提供有关材料质量的信息。在一些情况下，剪切散斑干涉技术使用激光来照射物体的表面区域并产生第一图案。可以从激光在物体处于负荷状态下照射物体时产生的第二图案中减去第一图案。可以分析结果以确定物体中是否存在缺陷。
某些激光分离设备可以分离激光束以产生不均匀的物体的照射。因此，用这种激光分离设备照射的物体可能难以使用剪切散斑干涉技术来分析。
这是关于提供在本文中创作的本公开所进行的这些以及其它考量。
发明内容
本申请的主题提供具有输出元件的装置以及相关的制造方法的示例，其中输出元件输出各自具有基本上相似的强度的输入激光束，上述装置和方法克服了现有技术的上述缺点。本申请的主题是针对现有技术而开发，特别是针对用于执行剪切散斑干涉的常规激光设备的缺点。
根据一个示例，一种装置包括腔体。该装置还包括与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件。该装置另外包括形成在腔体中并沿着腔体间隔开的多个输出元件。多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应的一个输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度。
在装置的一些实施方案中，多个输出元件中的每个包括材料。多个输出元件中的至少一个输出元件的材料与多个输出元件中的至少另一个输出元件的材料不同。
根据装置的某些实施方案，多个输出元件中的第一输出元件包括部分反射材料，通过该部分反射材料，激光束的第一部分被引导出腔体并且激光束的第二部分被反射，多个输出元件中的最后一个输出元件包括非反射材料，通过该非反射材料，激光束的剩余部分被引导出腔体，并且激光束的第一部分和激光束的剩余部分具有基本上相似的强度。
在装置的某些实施方案中，多个输出元件中的第一输出元件包括将激光束的第一部分引导出腔体的第一部分反射材料，多个输出元件中的第二输出元件包括将激光束的第二部分引导出腔体的第二部分反射材料，第一部分反射材料和第二部分反射材料包括不同的反射性质，并且激光束的第一部分和激光束的第二部分具有基本上相似的强度。
根据装置的又一些实施方案，在激光束的第二部分被引导出腔体之前，激光束的第一部分被引导出腔体，激光束的第一部分包括激光束的第一百分比，在激光束的第一部分被引导出腔体之后，剩余的激光束保留在腔体中，激光束的第二部分包括剩余激光束的第二百分比，第二百分比大于第一百分比。
根据装置的一些实施方案，腔体被包封。在装置的某些实施方案中，多个输出元件中的每个输出元件与多个输出元件的相邻输出元件以基本上相等的距离间隔开。
在装置的各种实施方案中，腔体包括第一侧和与第一侧相对的第二侧，输入元件设置在腔体的第一侧上，并且多个输出元件设置在腔体的第二侧上。
在装置的某些实施方案中，腔体的第一侧包括反射涂层。在装置的一些实施方案中，腔体的第二侧包括部分反射材料，其具有从第一不透明度变为第二不透明度的不透明度，第一不透明度高于第二不透明度。
在另一示例中，一种系统包括可选择性地操作以产生激光束的激光器。该系统包括一装置，该装置包括腔体、与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件以及多个输出元件，所述多个输出元件形成在腔体中并且沿腔体间隔开。多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度。该系统还包括至少一个激光分束器，其被配置为将从多个输出元件中的每个输出元件出射的激光束的部分漫射。
根据系统的一些实施方案，至少一个激光分束器包括多个激光分束器，每个激光分束器被配置为将从多个输出元件中的相应输出元件出射的激光束的部分漫射。
在系统的某些实施方案中，系统包括定位在多个输出元件和激光分束器之间的至少一个偏光器。至少一个偏光器被配置为使离开多个输出元件中的每个输出元件的激光束的部分偏振。在系统的一些实施方案中，至少一个偏光器被配置为使离开多个输出元件的激光束的部分偏振，以便在基本上相似的方向偏振。在系统的各种实施方案中，偏光器被配置为使离开每个输出元件的激光束的部分偏振偏振，以在多个方向偏振。
根据系统的一些实施方案，系统包括被定位以拍摄由离开多个输出元件的激光束的部分照射的图像的相机。
在系统的一些实施方案中，离开多个输出元件的激光束的部分具有基本上相似的相位。
根据又一示例，对物体进行无损检测的方法包括使用装置来照射物体。该装置包括腔体、与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件、以及形成在腔体中并沿着腔体间隔开的多个输出元件。多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度。该方法还包括拍摄从多个输出元件中的相应的一个输出元件引导出的激光束的每个部分所照射的物体的图像。该方法包括分析图像以确定物体是否具有缺陷。
在该方法的一些实施方案中，分析图像以确定物体是否具有缺陷包括测量离面位移。
根据该方法的某些实施方案，测量离面位移包括使用图像相减来减去经由光学条纹检测到的物体的表面的变化。
本公开的主题的描述的特征、结构、优点和/或特性可以以任何合适的方式在一个或多个示例和/或实施方案中组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节以便透彻理解本公开的主题的示例。相关领域技术人员将认识到，可以在没有特定示例或实施方案的特定特征、细节、组件、材料和/或方法中的一个或多个的情况下实践本公开的主题。在其他情况下，可以在可能不存在于所有示例或实施方案中的某些示例和/或实施方案中认识到附加特征和优点。此外，在一些情况下，为避免模糊本公开内容的主题的方面，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作。本公开的主题的特征和优点将从以下描述和所附权利要求中变得更加显而易见，或者可以通过下文阐述的主题的实践来了解。
附图说明
为了更容易地理解主题的优点，将通过参考附图中所示的具体示例来呈现上面简要描述的主题的更具体的描述。应了解，这些图仅仅描述了主题的示例，因此它们不被认为是限制其范围。将通过使用附图以额外的特征和细节来描述和解释主题，附图中：
图1是根据本公开的一个或多个示例的用于执行剪切散斑干涉无损检测的系统的示意性框图；
图2是根据本公开的一个或多个示例的可执行剪切散斑干涉无损检测所针对的结构的透视图；
图3是根据本公开的一个或多个示例的激光复制系统的示例的示意性框图；
图4是根据本公开的一个或多个示例的激光复制系统的另一示例的示意性框图；
图5A是根据本公开的一个或多个示例的环形激光束引导件的示例的示意性框图；
图5B是根据本公开的一个或多个示例的环形激光束引导件的另一示例的示意性框图；以及
图6是根据本公开的一个或多个示例的无损检测物体的方法的示意性流程图。
具体实施方案
在本说明书中，“一个示例”、“一示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个示例中。在本说明书中，短语“在一个示例”、“在一示例”和类似的语言的出现可以但不一定都是指同一个示例。类似地，术语“实施方案”的使用是指具有结合本公开的一个或多个示例描述的特定特征、结构或特性的实施方案，然而，如果没有明确的相关性来另外指示，则实施方案可以与一个或多个示例相关联。
如图1所示，并且根据一个示例，示出了用于对结构102执行剪切散斑干涉无损检测的系统100。结构102可以是任何合适的结构，例如飞行器的一部分(例如机翼、机身等)或另一制造结构。系统100包括用于拍摄结构102的图像的成像系统104和处理由成像系统104拍摄的图像的图像处理器106。图像处理器106可以是能够处理所拍摄的图像的任何合适的信息处理设备。例如，图像处理器106可以是计算机、智能电话、处理设备等。图像处理器106可以包括用于处理所拍摄的图像的处理器和用于显示所拍摄的图像的显示器。
真空室108可以耦接到图像处理器106和成像系统104，以帮助成像系统104拍摄图像。例如，在某些示例中，真空室108可以激发结构102，使得成像系统104可以拍摄激发状态下的结构102的图像。在一些实施方案中，图像处理器106可以将处于激发状态的结构102的图像与处于非激发状态的结构102的图像进行比较，以检测结构102中的缺陷。如本文所使用的，如果在结构102的表面上存在变形，诸如由结构102的表面下方捕集的空气导致的变形，则结构102(例如，物体)可具有缺陷。结构102的表面下面捕集的空气可起因于结构102的表面下方的剥离材料(例如，材料之间缺少粘合)。
成像系统104包括相机110、激光器112和激光复制(replication)系统114。相机110用于拍摄结构102的图像，并且可以是任何合适的图像拍摄设备。此外，激光器112可选择性地可操作以产生用于在相机110拍摄结构102的图像之前照射结构102的激光束。激光器112可以是能够选择性地操作以产生激光束的任何合适的激光器，例如气体激光器、化学激光器、染料激光器、固态激光器、半导体激光器等。激光复制系统114用于接收来自激光器112的激光束，分割激光束，并且输出激光束的各自具有基本类似强度的部分，如图3、图4、图5A和图5B中更详细地说明。
参考图2，并且根据一个示例，执行无损检测所针对的结构102可以是飞机，或者结构102可以是任何合适的制造设备，例如车辆、飞行器、涡轮机、发动机和在类似空间环境中可操作的设备(如卫星、火箭、导弹、空间站、航天器、空间模拟器)。在某些示例中，可以使用无损检测来检测结构102。在这样的示例中，可以使用激光复制系统114照射结构102。激光复制系统114可以包括腔体；与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件；以及形成在腔体中并且沿着腔体间隔开的多个输出元件。多个输出元件中的每个输出元件可以被配置为将激光束的部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度。
参考图3，示出了激光复制系统114的示意性框图的一个示例。激光复制系统114包括平面形状的激光束引导件300。应当注意，虽然激光束引导件300是基本上平面的，但是在其他实施方案中，激光束引导件300可以被不同地成形，诸如如图5A和图5B所示的环形。激光束引导件300可以被包封或部分包封。
激光束引导件300包括输入元件302和输出元件304、306、308、310、312、314。尽管示出了六个输出元件304、306、308、310、312、314，但是多于1的任何数量的输出元件可以是激光束引导件300的一部分。输入元件302和/或输出元件304、306、308、310、312、314可以包括孔、涂层和材料中的一个或多个，以便于激光束通过输入元件302进入激光束引导件300和激光束通过输出元件304、306、308、310、312、314中的一个或多个离开激光束引导件300。例如，输出元件304、306、308、310、312、314中的每个可以包括材料。输出元件304、306、308、310、312、314中的至少一个的材料可以不同于输出元件304、306、308、310、312、314中的至少另一个的材料。通过在输出元件304、306、308、310、312、314之间具有不同的材料，输出元件304、306、308、310、312、314可以各自输出与输出元件304、306、308、310、312、314相关的激光束的不同比例。该材料可以是任何合适的材料，诸如部分反射材料或非反射材料。
输入元件302定位在激光束引导件300的第一侧316上，并且输出元件304、306、308、310、312、314定位在激光束引导件300的第二侧318上。在一些实施方案中，激光束引导件300的第一侧316包括反射激光束的反射材料或涂层。激光束引导件300的第一侧316和激光束引导件300的第二侧318包封激光束所穿过的腔体320。如本文所使用的，激光束引导件300的第一侧316可以被认为是腔体320的第一侧，并且激光束引导件300的第二侧318可以被认为是腔体320的第二侧。
输入元件302与腔体320耦合，接收激光束，并将激光束引导到腔体320中。此外，输出元件304、306、308、310、312、314形成在腔体320中并且沿腔体320间隔开,。在一些实施方案中，输出元件304、306、308、310、312、314与相邻的输出元件以基本上相等的距离间隔开。基本上相等的距离可以是变化小于1％、2％、5％、10％或15％的距离。
如图所示，离开激光束引导件300的激光束的部分可被引导通过偏光器322和/或通过分束器324(例如，激光分束器)。偏光器322定位在输出元件304、306、308、310、312、314和分束器324之间。可以存在任何合适数量的偏光器322，诸如一个偏光器322用于整个激光束引导件300或一个偏光器322用于输出元件304、306、308、310、312、314中的每个。在某些实施方案中，偏光器322用于使离开每个输出元件304、306、318、310、312、318、310的激光束的部分偏振。在一些实施方案中，偏光器322使离开输出元件304、306、308、310、312、314中的每个的激光束的部分以基本上相似的方向偏振。例如，偏光器322可以使、离开输出元件304、306、308、310、312、314中的每个的激光束的部分以与其它输出元件相差1、2、5或10度之内的方向偏振。在各种实施方案中，偏光器322使离开输出元件304、306、310、312、314中的每个的激光束的部分偏振为以多个不同的方向偏振(例如，散射)。
分束器324可以漫射离开输出元件304、306、308、310、312、314中的每个的激光束的部分。可以存在任何合适数量的分束器324，例如一个分束器324用于整个激光束引导件300或一个分束器324用于输出元件304、306、308、310、312、314中的每个。
在操作期间，激光器112将激光束326引导通过输入元件302以进入腔体320中。激光束326传播通过腔体320并接触输出元件304。输出元件304将激光束326的第一部分328引导出腔体320，并且将激光束326的第二部分330反射到腔体320中。输出元件304可以包括部分反射材料，其将激光束326的第一部分328引导出腔体320并将激光束326的第二部分330反射到腔体320中。在一些实施方案中，激光束326的第一部分328可以是激光束326的大约17％(例如1/6)，并且激光束326的第二部分330大约可以是激光束326的大约83％(例如5/6)。尽管在本文中使用各种百分比来描述激光束的比例，但是这些百分数仅仅是示例，并且在各种示例中可以是任何合适的百分比。此外，激光束326的第二部分330可以被认为是保留在腔体320中的激光束326的剩余部分。
激光束326的第二部分330从激光束引导件300的第一侧316反射并接触输出元件306。输出元件306将激光束326的第三部分332引导出腔体320并将激光束326的第四部分334反射到腔体320中。输出元件306可以包括部分反射材料，其将激光束326的第三部分332引导出腔体320并且将激光束326的第四部分334反射到腔体320中。在一些实施方案中，激光束326的第三部分332可以是激光束326的第二部分330的大约20％(例如，1/5)，并且激光束326的第四部分334可以是激光束326的第二部分330的大约80％(例如，4/5)。因此，激光束326的第三部分332可以与激光束326的第一部分328一样是原始激光束326的大约相同的百分比。因此，激光束326的第一部分328和激光束326的第三部分332可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。如本文所使用的，具有基本上相似的强度、能量和/或功率可以意味着强度、能量和/或功率可以在彼此的1％、2％、5％或10％之内。此外，激光束326的第四部分334可以被认为是保留在腔体320中的激光束326的剩余部分。
激光束326的第四部分334从激光束引导件300的第一侧316反射并接触输出元件308。输出元件308将激光束326的第五部分336引导出腔体320并将激光束326的第六部分338反射到腔体320中。输出元件308可以包括部分反射材料，其将激光束326的第五部分336引导出腔体320并将激光束326的第六部分338反射到腔体320中。在一些实施方案中，激光束326的第五部分336可以是激光束326的第四部分334的大约25％(例如，1/4)，并且激光束326的第六部分338可以是激光束326的第四部分334的大约75％(例如，3/4)。因此，激光束326的第五部分336可以与激光束326的第一部分328和第三部分332一样是原始激光束326的大约相同的百分比。因此，激光束326的第一部分328、激光束326的第三部分332和激光束326的第五部分336可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。此外，激光束326的第六部分338可以被认为是保留在腔体320中的激光束326的剩余部分。
激光束326的第六部分338从激光束引导件300的第一侧316反射并接触输出元件310。输出元件310将激光束326的第七部分340引导出腔体320并将激光束326的第八部分342反射到腔体320中。输出元件310可以包括部分反射材料，其将激光束326的第七部分340引导出腔体320并且将激光束326的第八部分342反射到腔体320中。在一些实施方案中，激光束326的第七部分340可以是激光束326的第六部分338的大约33％(例如，1/3)，并且激光束326的第八部分342可以是激光束326的第六部分338的大约67％(例如，2/3)。因此，激光束326的第七部分340可以与激光器326的第一部分328、第三部分332和第五部分336一样是原始激光束326的大约相同的百分比。因此，激光束326的第一部分328、激光束326的第三部分332、激光束326的第五部分336和激光束326的第七部分340可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。此外，激光束326的第八部分342可以被认为是保留在腔体320中的激光束326的剩余部分。
激光束326的第八部分342从激光束引导件300的第一侧316反射并接触输出元件312。输出元件312将激光束326的第九部分344引导出腔体320并将激光束326的第十部分346反射到腔体320中。输出元件312可以包括部分反射材料，其将激光束326的第九部分344引导出腔体320并且将激光束的第十部分346反射到腔体320中。在一些实施方案中，激光束326的第九部分344可以是激光束326的第八部分342的大约50％(例如，1/2)，并且激光束326的第十部分346可以是激光束326的第八部分342的大约50％(例如，1/2)。因此，激光束326的第九部分344可以与激光束326的第一部分328、第三部分332、第五部分336和第七部分340一样是原始激光束326的大约相同的百分比。因此，激光束326的第一部分328、激光束326的第三部分332、激光束326的第五部分336、激光束326的第七部分340和激光束326的第九部分344可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。此外，激光束326的第十部分346可以被认为是保留在腔体320中的激光束326的剩余部分。
激光束326的第十部分346从激光束引导件300的第一侧316反射并接触输出元件314。输出元件314将激光束326的第十一部分348引导出腔体320。输出元件314可以包括将激光束326的第十一部分348引导出腔体320的非反射材料。在一些实施方案中，激光束326的第十一部分348可以是激光束326的第十部分346的大约100％。因此，激光束326的第十一部分348可以与激光束326的第一部分328、第三部分332、第五部分336、第七部分340和第九部分344一样是原始激光束326的大约相同的比例。因此，激光束326的第一部分328、激光束326的第三部分332、激光束326的第五部分336、激光束326的第七部分340、激光束326的第九部分344和激光束326的第十一部分348可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。在各种实施方案中，激光束326的第一部分328、激光束326的第三部分332、激光束326的第五部分336、激光束326的第七部分340、激光束326的第九部分344和激光束326的第十一部分348可以具有基本上相似的相位(例如，可以彼此同相)。如本文所用，基本上相似的相位可以意味着相位在彼此的1、2、5或10度之内。
因此，输出元件304、306、308、310、312、314中的每个将激光束326的一部分引导出腔体320，使得被引导出输出元件304、306、308、310、312、314中的相应输出元件的激光束的各个部分具有基本上相似的强度、能量和/或功率。
应当注意，输出元件304、306、308、310、312的部分反射材料可以具有不同的反射性质，导致将激光束326的不同百分比引导通过(例如，允许通过)输出元件304、306、308、310、312。例如，输出元件304可以包括比输出元件306的部分反射材料更不透明的部分反射材料。作为另一示例，输出元件306可以包括比输出元件308的部分反射材料更不透明的部分反射材料。作为另一示例，输出元件308可以包括比输出元件310的部分反射材料更不透明的部分反射材料。作为附加示例，输出元件310可以包括比输出元件312的部分反射材料更不透明的部分反射材料。如本文所使用的，不透明指的是不透光或阻挡激光束的部分通过材料。例如，如果第一材料比第二材料更不透明，则第一材料阻挡激光束的更大百分比通过其中。此外，如本文所使用的，不透明度可以指材料的不透明程度。例如，具有较高不透明度的材料比具有较低不透明度的材料更不透明。激光束通过的输出元件304、306、308、310、312、314的材料的不透明度可以变化，使得输出元件304、306、308、310、312、314以降低的不透明度排序从最高不透明度(例如，输出元件304)到最低不透明度(例如，输出元件314)。最低不透明度可阻止激光束的低百分比或无百分比通过其中。
在激光束326的各个部分离开输出元件304、306、308、310、312、314之后，激光束326的各个部分可以在照射结构102之前通过偏光器322和/或分束器324。在结构102被照射时，定位成拍摄结构102的图像的相机110可以拍摄由激光束326的各部分照射的图像。
转到图4，示出了激光复制系统114的示意性框图的另一示例。激光复制系统114包括激光束引导件300、偏光器322、分束器324、相机110和激光器112，它们可以基本上类似于先前描述的激光束引导件300、偏光器322、分束器324、相机110和激光器112。
此外，图4的激光束引导件300包括设置在激光束引导件300的第一侧316上的第一材料402和设置在激光束引导件300的第二侧318上的第二材料404。第一材料402可以是被设计成反射激光束326的基本上反射的材料。第二材料404可以是沿着激光束引导件300的长度变化的部分反射材料。例如，第二材料404可以反射接触与输出元件304相邻的点的激光束326的大百分比，并且第二材料404可以反射接触与输出元件314相邻的点的激光束326的小百分比(例如，零)。在一些示例中，第二材料404可以包括物质的不同量，其导致与输出元件304相邻的最高不透明度，与输出元件306相邻的第二最高不透明度，与输出元件308相邻的第三最高不透明度，与输出元件310相邻的第四最高不透明度，与输出元件312相邻的第五最高不透明度，以及与输出元件314相邻的第六最高不透明度(例如，最低不透明度)。
参考图5A，示出了环形激光束引导件500的示意性框图的一个示例。激光束引导件500包括第一侧502、第二侧504和定位在第一侧和第二侧502、504之间的腔体506。激光束引导件500通过定位在第二侧504上的输入元件接收激光束508，该输入元件将激光束引导到激光束引导件500的腔体506中，通过反射激光束510示出。激光束508的部分512通过定位在第一侧502上的输出元件被引导出激光束引导件500。被引导出激光束引导件500的激光束508的部分512可具有基本上相似的强度、能量和/或功率。如图所示，激光束508的部分512朝向激光束引导件500的中心区域从激光束引导件500引导出，以照射可放置在其中的结构。
参考图5B，示出了环形激光束引导件520的示意性框图的另一示例。激光束引导件520包括第一侧502、第二侧504和定位在第一侧502和第二侧504之间的腔体506。激光束引导件520通过定位在第一侧502上的输入元件接收激光束522，该输入元件将激光束引导到激光束引导件520的腔体506中，通过反射激光束524所示。激光束522的部分526通过输出元件被引导出激光束引导件520。从激光束引导件520引导出的激光束522的每个部分526可以具有基本上相似的强度、能量和/或功率。如图所示，激光束522的部分526以辐射方式被引导出激光束引导件520，以照射可围绕激光束引导件520放置的结构。
参考图6，示出了物体的无损检测的方法600的一个示例。方法600包括：在602，提供激光束引导件。激光束引导件可以包括腔体；与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件；以及在腔体中形成并沿腔体间隔开的多个输出元件。多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应输出元件引导出的激光束的各个部分具有基本上相似的强度。
另外，方法600包括：在604，使用激光束引导件照射物体。然后，方法600可以包括：在606，拍摄物体的图像。物体可以被引导出多个输出元件中的相应输出元件的激光束的各个部分照射。方法600还包括：在608处，分析图像以确定物体是否具有缺陷。
在某些实施方案中，分析图像以确定物体是否具有缺陷包括测量离面位移。如本文所使用的，离面位移可以指在垂直于结构的表面的方向上结构偏离平面的部分。
在一些实施方案中，测量离面位移包括使用图像相减来减去通过光学条纹检测到的物体的表面的变化。例如，可以获得两个图像，并且可以从第二图像中减去第一图像。第一图像可以是示出在标称(例如非激发)状态下获得的光学条纹的第一散斑图像，并且第二图像可以是示出在激发状态下获得的光学条纹的第二散斑图像。可以使用散斑减法从第二散斑图像中减去第一散斑图像。可以通过分析从第二图像中减去第一图像而产生的图像中的光学条纹来在物体中检测出离面位移。如本文所用，光学条纹可以指由光的干涉和衍射产生的亮带和/或暗带。
在上面的描述中，可以使用某些术语，例如“向上”、“向下”、“上”、“下”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“在上方”、“在下方”等等。在适用的情况下，处理相关关系时使用这些术语提供一些明确的描述。但是，这些术语并不意味着绝对的关系、位置和/或方向。例如，对于物体，简单地通过转动物体，“上”表面可以变成“下”表面。然而，它仍然是同一个物体。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”和其变体意味着“包括但不限于”，除非另有明确说明。列举的项目列表并不意味着任何或所有项目是互斥的和/或相互包容的，除非另有明确说明。术语“一”，“一个”和“该”也指“一个或多个”，除非另有明确说明。此外，术语“多个”可以被定义为“至少两个”。
此外，本说明书中的一个元件“耦合”到另一个元件的实例可以包括直接和间接耦合。直接耦合可以被定义为一个元件耦合到另一元件并且与另一元件直接接触。间接耦合可以被定义为彼此之间不直接接触的两个元件之间的耦合，但在耦合的元件之间具有一个或多个附加元件。此外，如本文所使用的，将一个元件固定到另一元件可以包括直接固定和间接固定。此外，如本文所使用的，“相邻”不一定表示接触。例如，一个元件可以与另一元件相邻而不与该元件接触。
如本文所使用的，短语“至少一个”当与项目列表一起使用时，可以使用所列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的项目中的一个。项目可以是特定的物体、事物或类别。换句话说，“至少其中之一”是指可以从列表中使用项目或项目数量的任何组合，但是可以不需要列表中的所有项目。例如，“项目A，项目B和项目C”中的至少一个可以表示项目A；项目A和项目B；项目B；项目A，项目B和项目C；或项目B和项目C。在某些情况下，“项目A，项目B和项目C”中的至少一个可以意味着例如但不限于项目A中的两个，项目B中的一个和项目C中的十个；项目B中的四个和项目C的七个；或一些其它合适的组合。
除非另有说明，术语“第一”，“第二”等在本文中仅用作标签，并不意图对这些术语所指的项目施加序数、位置或等级要求。此外，对例如“第二”项目的引用不需要或排除例如“第一”或较低编号项目和/或例如“第三”或更高编号项目的存在。
本文包括的示意流程图通常被阐述为逻辑流程图。因此，所描绘的顺序和标记的步骤表示所呈现的方法的一个示例。可以设想在功能，逻辑或效果上等同于所示方法的一个或多个步骤或其部分的其他步骤和方法。此外，提供了所使用的格式和符号来解释该方法的逻辑步骤，并且该方法的逻辑步骤被理解为不限制该方法的范围。尽管可以在流程图中使用各种箭头类型和线型，但是它们被理解为不限制相应方法的范围。实际上，一些箭头或其他连接符可以用于仅指示该方法的逻辑流。例如，箭头可以指示所示方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视周期。此外，特定方法发生的顺序可以或可以不严格遵守所示相应步骤的顺序。
本说明书中描述的一些功能单元已被标记为模块，以更具体地强调它们的实施方案独立性。例如，模块可以被实现为包括定制VLSI电路或门阵列的硬件电路，诸如逻辑芯片，晶体管或其他分立组件的现成半导体。模块还可以优异可编程硬件设备实现，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。
模块也可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。例如，所识别的计算机可读程序代码的模块可以例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以例如被组织为对象、进程或功能。然而，所识别的模块的可执行文件不需要物理地定位在一起，而是可以包括存储在不同位置的不同的指令，当在逻辑上一起组合时，它们包括模块并实施方案模块的所述目的。
实际上，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在不同程序之间的几个不同代码段上，也可以分布在多个存储器件中。类似地，操作数据可以在本文中在模块内被识别和示出，并且可以以任何合适的形式实现并且被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可以作为单个数据集收集，或者可以分布在包括不同存储设备在内的不同位置，并且可以至少部分地仅作为电子信号存在于系统或网络上。在以软件实现模块或模块的一部分的情况下，计算机可读程序代码可以被存储和/或传播在一个或多个计算机可读介质中。
计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备、或前述的任何合适的组合。
计算机可读介质的更具体示例可以包括但不限于便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、光学存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备或任何合适的上述的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含和/或存储由指令执行系统、装置或设备使用和/或与指令执行系统、设备或设备结合使用的计算机可读程序代码的任何有形介质。
计算机可读介质也可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括其中包含计算机可读程序代码的传播数据信号，例如以基带或作为载波的一部分。这种传播的信号可以采取各种形式的任何形式，包括但不限于电气、电磁、磁性、光学或它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以传输、传播或传送计算机可读程序代码以供由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、设备或设备结合使用的任何计算机可读介质。包含在计算机可读信号介质上的计算机可读程序代码可以使用包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等的任何适当的介质，或上述的任何合适的组合来发送。
在一个示例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一个或多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以作为电磁信号传播通过光纤电缆，以便由处理器执行并存储在RAM存储设备上以供处理器执行。
用于执行本公开的各方面的操作的计算机可读程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言和常规程序编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以完全在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为独立的软件包、部分地在用户的计算机上、部分地在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。
此外，本公开包括根据以下项的实施例：
1.一种装置，包括：
腔体；
输入元件，与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中；以及
形成在腔体中并沿着腔体间隔开的多个输出元件，其中多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应的一个输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度。
2.根据项1所述的装置，其中：
多个输出元件中的每个包括材料；以及
多个输出元件的至少一个输出元件的材料与多个输出元件的至少另一个输出元件的材料不同。
3.根据项1所述的装置，其中：
多个输出元件中的第一输出元件包括部分反射材料，通过该部分反射材料，激光束的第一部分被引导出腔体并且激光束的第二部分被反射；
多个输出元件的最后一个输出元件包括非反射材料，通过该反射材料，激光束的剩余部分被引导出腔体；以及
激光束的第一部分和激光束的剩余部分包括基本类似的强度。
4.根据项1所述的装置，其中：
多个输出元件中的第一输出元件包括将激光束的第一部分引导出腔体的第一部分反射材料；
多个输出元件中的第二输出元件包括将激光束的第二部分引导出腔体的第二部分反射材料；以及
第一部分反射材料和第二部分反射材料具有不同的反射性质，并且激光束的第一部分和激光束的第二部分具有基本上相似的强度。
5.根据项4所述的装置，其中：
在激光束的第二部分被引导出腔体之前，激光束的第一部分被引导出腔体；
激光束的第一部分包括激光束的第一百分比；
在激光束的第一部分被引导出腔体之后，激光束的剩余部分保留在腔体中；
激光束的第二部分包括激光束的剩余部分的第二百分比；以及
第二个百分比大于第一百分比。
6.根据项1所述的装置，其中腔体被包封。
7.根据项1所述的装置，其中多个输出元件中的每个输出元件与多个输出元件中的相邻输出元件以基本上相等的距离间隔开。
8.根据项1所述的装置，其中：
腔体包括第一侧和与第一侧相对的第二侧；
输入元件设置在腔体的第一侧上；和
多个输出元件设置在腔体的第二侧上。
9.根据项8所述的装置，其中，腔体的第一侧的内表面包括反射涂层。
10.根据项8所述的装置，其中，腔体的第二侧的内表面包括具有从第一不透明度变为第二不透明度的不透明度的部分反射材料，第一不透明度大于第二不透明度。
11.一种系统，包括：
激光器，选择性地可操作以产生激光束；
装置，包括：
腔体
与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件；以及
形成在腔体中并沿着腔体间隔开的多个输出元件，其中多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应的一个输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度；以及
至少一个激光分束器，被配置为使离开多个输出元件中的每个输出元件的激光束的部分漫射。
12.根据项11所述的系统，其中，至少一个激光分束器包括多个激光分束器，每个激光分束器被配置为使离开多个输出元件中的相应输出元件的激光束的部分漫射。
13.根据项11所述的系统，还包括定位在多个输出元件和至少一个激光分束器之间的至少一个偏光器，其中至少一个偏光器被配置为偏振离开多个输出元件的每个输出元件的激光束的部分。
14.根据项13所述的系统，其中，至少一个偏光器被配置为偏振离开多个输出元件中的每个输出元件的激光束的部分，以在基本上相似的方向偏振。
15.根据项13所述的系统，其中，至少一个偏光器被配置为偏振离开多个输出元件中的每个输出元件的激光束的部分，以在多个方向上偏振。
16.根据项11所述的系统，还包括被配置为拍摄通过从多个输出元件中的每个输出元件离开的激光束的每个部分照射的图像的相机。
17.根据项11所述的系统，其中，离开多个输出元件中的每个输出元件的激光束的每个部分具有基本上相似的相位。
18.一种物体的无损检测的方法，包括：
使用装置来照射物体，其中装置包括腔体、与腔体耦合并被配置为接收激光束并将激光束引导到腔体中的输入元件以及形成在腔体中并且沿腔体间隔开的多个输出元件，其中多个输出元件中的每个输出元件被配置为将激光束的一部分引导出腔体，使得从多个输出元件中的相应的一个输出元件引导出的激光束的每个部分具有基本上相似的强度；
拍摄从多个输出元件中的相应输出元件引导出的激光束的每个部分所照射的物体的图像；以及
分析图像以确定物体是否具有缺陷。
19.根据项18所述的方法，其中，分析图像以确定物体是否具有缺陷包括测量离面位移。
20.根据项19所述的方法，其中，测量离面位移包括使用图像相减来减去经由光学条纹检测到的物体的表面的变化。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本主题可以以其他具体形式体现。所描述的示例仅在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。属于权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化将被包括在其范围内。

Claims (13)

1.一种用于无损检测的装置，包括：
腔体(320)；
输入元件(302)，与所述腔体耦合，并且被配置为接收激光束(326)并将所述激光束引导入所述腔体中；以及
多个输出元件(304，306，308，310，312，314)，形成在所述腔体中并且沿所述腔体间隔开，其中，所述多个输出元件中的各个输出元件被配置为将所述激光束的一部分引导出所述腔体，使得从所述多个输出元件中的各个输出元件引导出的所述激光束的各个部分具有基本上相似的强度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述多个输出元件(304，306，308，310，312，314)中的每个输出元件包括材料；并且
所述多个输出元件中的至少一个输出元件的材料与所述多个输出元件中的至少另一个输出元件的材料不同。
3.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述多个输出元件(304，306，308，310，312，314)中的第一输出元件包括部分反射材料，通过所述部分反射材料，所述激光束(326)的第一部分(328)被引导出所述腔体(320)并且所述激光束的第二部分(330)被反射；
所述多个输出元件中的最后一个输出元件包括非反射材料，通过所述非反射材料，所述激光束的剩余部分被引导出所述腔体；以及
所述激光束的所述第一部分和所述激光束的所述剩余部分具有基本上相似的强度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述多个输出元件(304，306，308，310，312，314)中的第一输出元件包括第一部分反射材料，所述第一部分反射材料将所述激光束(326)的第一部分(328)引导出所述腔体(320)；
所述多个输出元件中的第二输出元件包括第二部分反射材料，所述第二部分反射材料将所述激光束的第二部分(330)引导出所述腔体；以及
所述第一部分反射材料和所述第二部分反射材料具有不同的反射性质，并且所述激光束的所述第一部分和所述激光束的所述第二部分具有基本上相似的强度。
5.根据权利要求4所述的装置，其中：
在所述激光束(326)的所述第二部分(330)被引导出所述腔体(320)之前，所述激光束的所述第一部分(328)被引导出所述腔体；
所述激光束的所述第一部分包括所述激光束的第一百分比；
在所述激光束的所述第一部分被引导出所述腔体之后，所述激光束的剩余部分保留在所述腔体中；
所述激光束的所述第二部分包括所述激光束的所述剩余部分的第二百分比；以及
所述第二百分比大于所述第一百分比。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述腔体(320)被包封。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述多个输出元件(304，306，308，310，312，314)中的每个输出元件与所述多个输出元件中的相邻输出元件间隔开相等的距离。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中：
所述腔体(320)包括第一侧(316)和与所述第一侧相对的第二侧(318)；
所述输入元件(302)设置在所述腔体的所述第一侧上；以及
所述多个输出元件(304，306，308，310，312，314)设置在所述腔体的所述第二侧上。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述腔体(320)的所述第一侧(316)的内表面包括反射涂层。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述腔体(320)的所述第二侧(318)的内表面包括具有从第一不透明度变为第二不透明度的不透明度的部分反射材料，所述第一不透明度大于所述第二不透明度。
11.一种对物体进行无损检测的方法，包括：
使用用于无损检测的装置来照射物体(102)，其中，所述用于无损检测的装置包括腔体(320)、与所述腔体耦合并且被配置为接收激光束(326)并将所述激光束引导入所述腔体中的输入元件(302)、和形成在所述腔体中并且沿所述腔体间隔开的多个输出元件(304，306，308，310，312，314)，其中，所述多个输出元件中的各个输出元件被配置为将所述激光束的一部分引导出所述腔体，使得从所述多个输出元件中的各个输出元件引导出的所述激光的各个部分具有基本上相似的强度；
拍摄由从所述多个输出元件中的各个输出元件引导出的所述激光束的各个部分照射的所述物体的图像；以及
分析所述图像以确定所述物体是否具有缺陷。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，分析所述图像以确定所述物体(102)是否具有缺陷包括测量离面位移。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，测量所述离面位移包括使用图像相减以减去经由光学条纹检测到的所述物体的表面的变化。
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