DE69617498T2 - Vorrichtung und Verfahren zum zerstörungsfreien Testen von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien.
• Eine optische Überprüfung, welche die Shearographie benutzt, wird zunehmend wichtig als Mittel zur zerstörungsfreien Auswertung oder Prüfung von Materialien, und es hat sich gezeigt, daß hierdurch eine hohe Empfindlichkeit und Toleranz gegenüber Umgebungsstörungen erreicht werden kann. Ein solches System, welches die Shearographie benutzt, arbeitet durch Erzeugung von zwei seitlich versetzten Bildern des zu prüfenden Materials, wenn dieses Material unter Benutzung kohärenter Strahlung beleuchtet wird. Die beiden Bilder werden durch ein Speckle-Muster infolge der hohen Kohärenz der Beleuchtungsstrahlung moduliert, und die Bilder wirken zusammen, um ein makroskopisches Speckle- Muster zu erzeugen, das in irgendeiner zweckmäßigen Weise aufgezeichnet werden kann (vergleiche z. B. EP-A-0 485 728).
• Interferometrische Bilder (Streifenmuster) können erzeugt werden durch Differenzierung bzw. Differenzbildung von zwei Speckle-Mustern der Shearing- Doppelbilder mit einem zweiten Speckle-Muster, aufgezeichnet nachdem das zu prüfende Material einer Beanspruchungskraft unterworfen wurde. Mit einer derartigen herkömmlichen Technik ergeben sich jedoch mit Störungen versehene Streifenbilder infolge der zufälligen Intensitätsänderungen, und infolgedessen wird die Empfindlichkeit des Prüfverfahrens beträchtlich vermindert. Eine Technik zur Störunterdrückung besteht darin, die Phasendifferenz von den Interferogrammen abzuziehen.
• Die Detektionsrate für kleine Fehlstellen in dem zu prüfenden Material kann durch Berechnung der Phase des Interferogramms verbessert werden. Dadurch werden die Amplitudenstörungen ausgemerzt, die in den Speckle-Bildern vorhanden sind, und es werden Bilder erzeugt, wo die Fehlstelle deutlich als eine "Achter-Figur" dargestellt wird, gebildet aus einer Gruppe von Tangentenstreifen hohen Kontrastes, die einem gleichmäßigen Phasenhintergrund überlagert sind. Die relative Phasendifferenz zwischen den Shearing-Bildern kann dadurch berechnet werden, daß aufeinanderfolgend eine Phasenverschiebung eines der Shearing-Bilder in irgendeiner geeigneten Weise erfolgt, und es kann dann eine Reihe von Interferogrammen für den Bereich zunehmender Phasenverschiebungen erzeugt werden. Diese Bilder können mathematisch manipuliert werden, um eine Phasenaufzeichnung zu erreichen.
• Zweckmäßigerweise werden vier Bilder zur Berechnung benutzt, weil dies einen guten Kompromiß zwischen der Genauigkeit der Endphasen-Aufzeichnung und der Berechnungsgeschwindigkeit ergibt. Jedoch ist die Akquisition von vier sequentiellen Bildern verschiedenen Beschränkungen unterworfen. Erstens ist die Daten- Akquisition und -Verarbeitung beträchtlich langsamer als die Echtzeit, um vier Videobilder aufzunehmen, wenn die Bilder nacheinander aufgezeichnet werden. Zweitens kann die Umgebung während der Daten-Akquisition gestört werden, so daß die vier phasengestuften Bilder nicht aufeinander abgestimmt werden. Drittens muß der Phasenschieber so geeicht sein, daß vier genaue Phasenstufen erzeugt werden, und dies ist schwierig, weil die Phasenverschiebungs-Vorrichtungen oft nicht linear und einer Hysterese unterworfen sind.
• Bisherige Versuche zur Überwindung dieser Schwierigkeiten benutzen eine Vorrichtung, bei der eine Aufzeichnungskamera vorgesehen ist, die nur zwei Bilder mit einem Einzelphasenschritt erlangt, oder indem eine Vorrichtung benutzt wird, bei der vier Kameras zusammen vier Bilder erzeugen, so daß alle phasengestuften Bilder parallel zueinander erhalten werden. Die erste dieser herkömmlichen Techniken erfordert die Benutzung von Bandpaßfiltern und ist infolgedessen ungenau. Die zweite Technik ist sehr kompliziert in Verbindung mit der Notwendigkeit einer präzisen optischen Ausrichtung und einer sorgfältigen Anpassung der vier Kameras. Außerdem ist dieses zweite Verfahren extrem kostspielig, weil Optik und Instrumentarium verdoppelt werden müssen.
• Es besteht daher das Bedürfnis nach einer allgemein verbesserten und vereinfachten Vorrichtung und einem Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Materialien, die mit kohärentem Licht bestrahlt werden, wobei die erwähnten Nachteile wenigstens verringert werden.
• Gemäß einem Merkmal betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien mit einem zweiarmigen Shearing-Mach-Zehnder-Interferometer zur Erzeugung von ersten vierphasen-verschobenen seitlich versetzten Speckle-Bildern des unbestrahlten beleuchteten Materials und von zweiten vierphasen-verschobenen seitlich versetzten Speckle-Bildern des beanspruchten bestrahlten Materials, wobei zwei getrennte Aufzeichnungseinrichtungen vorgesehen sind, um die ersten und zweiten vier Speckle-Bilder aufzuzeichnen, und wobei das Interferometer zwei an ihren Endkanten aneinander anstoßende koplanare Strahlteiler und einen ersten Spiegel aufweist, der im wesentlichen parallel zu den Strahlteilern liegt, um Bilder zu reflektieren, die über den ersten Strahlteiler von dem bestrahlten Material nach dem zweiten Strahlteiler übertragen werden, um dadurch auf die erste Aufzeichnungseinrichtung übertragen zu werden, und wobei dadurch eine Reflexion nach der zweiten Aufzeichnungseinrichtung bewirkt wird, und wobei ein piezoelektrischer Wandler auf einem zweiten Spiegel angeordnet ist, der im wesentlichen parallel zu den koplanaren ersten und zweiten Strahlteilern und im wesentlichen parallel zu dem ersten Spiegel und auf diesen hin gerichtet angeordnet ist, um Bilder, die von dem ersten Strahlteiler nach dem zweiten Strahlteiler reflektiert wurden, zu reflektieren, um sie dadurch nach der zweiten Aufzeichnungseinrichtung zu reflektieren und um dadurch eine Reflexion nach der ersten Aufzeichnungseinrichtung zu bewirken, wobei der zweite Spiegel in einem Winkel von im wesentlichen einem Grad gegenüber dem ersten Spiegel geneigt ist, um ein Shearing der Bilder zu bewirken und um über den piezo-elektrischen Wandler eine Phasenverschiebung herbeizuführen.
• Vorzugsweise weist jeder Strahlteiler eine Würfelform auf, wobei die beiden Strahlteiler mit ihren Kanten aneinandergefügt sind, um zwei gegenüberliegende dreieckige Räume zwischen den beiden Strahlteilern zu schaffen, wobei der erste Spiegel in dem einen Dreiecksraum, anstoßend an einen äußeren Rand eines jeden Strahlteilers, angeordnet ist und der zweite Spiegel parallel zu dem ersten Spiegel und im Abstand hierzu über dem anderen Dreiecksraum angeordnet sind, um an jeweils einen weiteren äußeren Rand eines jeden Strahlteilers anzustoßen.
• Zweckmäßigerweise wird der erste Spiegel von einer Seitenfläche eines 45º-Prisma gebildet, wobei das Prisma in dem einen Dreiecksraum angeordnet ist und auf die beiden Strahlteiler weist, wobei diese Seitenfläche den Spiegel bildet, der die beiden 45º-Winkel verbindet.
• Vorteilhafterweise sind die zwei Aufzeichnungseinrichtungen benachbart zu einer äußeren Oberfläche des zweiten Strahlteilers vorgesehen, die dem ersten Spiegel anliegt, während der andere Spiegel benachbart zur äußeren Oberfläche des zweiten Strahlteilers dem zweiten Spiegel anliegt.
• Vorzugsweise ist jede Aufzeichnungseinrichtung eine ladungsgekoppelte Einrichtung ist, die als Kamera wirkt.
• Zweckmäßigerweise weist die Vorrichtung einen optischen Linsenaufbau auf, der benachbart zu einer Fläche des ersten Strahlteilers liegt und an dem zweiten Spiegel anliegt und die Bilder des bestrahlten Materials auf den ersten Strahlteiler richtet.
• Alternativ weist die Vorrichtung einen ersten optischen Linsenaufbau auf, der zwischen dem zweiten Strahlteiler und der ersten Aufzeichnungseinrichtung liegt, wobei ein zweiter optischer Linsenaufbau zwischen dem zweiten Strahlteiler und der zweiten Aufzeichnungseinrichtung angeordnet ist.
• Gemäß einem zweiten Merkmal betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Materialien, wobei das zu prüfende Material durch kohärente Strahlung beleuchtet wird, mit den folgenden Schritten:
• (a) es wird ein erstes aus zwei seitlich versetzten Speckle-Bildern des bestrahlten nicht beanspruchten Materials paarweise gleichzeitig durch ein zweiarmiges Shearing-Mach-Zehnder-Interferometer erzeugt, das das bestrahlte Material betrachtet, und es erfolgt eine Aufzeichnung auf zwei getrennten Aufzeichnungseinrichtungen,
• (b) die ersten beiden Speckle-Bilder werden differenziert, um ein drittes Bild (IA) zu erzeugen,
• (c) die Pfadlänge einer der Arme des Interferometers wird vergrößert, um eine Phasenverschiebung von π/2 rad zu erzeugen,
• (d) es wird ein zweites Paar seitlich versetzter Speckle-Bilder des nicht beanspruchten bestrahlten Materials gleichzeitig durch das Interferometer erzeugt und durch die beiden getrennten Aufzeichnungseinrichtungen aufgezeichnet, (e) das zweite Speckle-Bild-Paar wird differenziert, um ein viertes Bild (IB) zu erzeugen,
• (f) das Speckle-Phasen-Profil Φ&sub1; wird aus dem nicht beanspruchten beleuchteten Material aus der folgenden Beziehung abgeleitet
• Φ = tan&supmin;¹ (IB)/IA);
• wobei die Schritte (a) bis (f) wiederholt werden, während das Material beansprucht ist, um ein Beanspruchungs-Speckle-Phasen-Profil Φ&sub2; zu erzeugen, und wobei der Differenzausdruck Φ&sub1; - Φ&sub2; berechnet wird, um die Materialfehler aufzudecken.
• Vorzugsweise ist die benutzte kohärente Strahlung eine sichtbare Lichtstrahlung.
• Zweckmäßigerweise werden die Schritte (b) und (e) im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt.
• Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie die Erfindung verwirklicht werden kann, werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien,
• Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
• Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von der Seite eines Teils der Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zur zerstörungsfreien Prüfung von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien (nicht dargestellt) ist grundsätzlich in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung weist ein zweiarmiges Shearing-Mach-Zehnder- Interferometer 1 und zwei getrennte Aufzeichnungseinrichtungen 2 und 3 auf. Die Vorrichtung 1 arbeitet in der Weise, daß ein erstes vierphasen-verschobenes seitlich versetztes Speckle-Bild des nicht beanspruchten beleuchteten Materials und ein zweites vierphasen-verschobenes seitlich versetztes Speckle-Bild des beanspruchten Materials erzeugt werden, wobei die beiden getrennten Aufzeichnungseinrichtungen 2 und 3 die ersten und zweiten vier Speckle-Bilder aufzeichnen.
• Die Vorrichtung 1 besitzt zwei mit ihren Endflächen koplanare Strahlteiler 4 und 5, die jeweils würfelförmig ausgebildet sind und mit ihren Rändern aneinanderstoßen, um zwei dreieckige Räume 6 und 7 zwischen den beiden Strahlteilern 4 und 5 zu schaffen. Die Vorrichtung 1 weist außerdem ein 45º- Prisma 8 auf, das in dem Dreiecksraum 7 liegt und mit einer Fläche, die die beiden 45º-Winkel verbindet, einen ersten Spiegel 9 bildet, der die durch den ersten Strahlteiler 4 von dem bestrahlten Material übertragenen Bilder nach dem zweiten Strahlteiler 5 reflektiert, um dadurch nach der ersten Aufzeichnungseinrichtung 2 zu gelangen und um dadurch eine Reflexion nach der zweiten Aufzeichnungseinrichtung 3 zu bewirken. Demgemäß steht das 45º- Prisma 8 in flächenmäßiger Berührung mit den beiden Strahlteilern 4 und 5 derart, daß der erste Spiegel 9 an den äußeren Rand eines jeden Strahlteilers 4a und 5a anstößt. Der erste Spiegel 9 kann eine ebene unversilberte Fläche des Prisma sein, die durch totale innere Reflexion im Prisma 8 eine Spiegelfunktion hat.
• Die Vorrichtung 1 weist außerdem einen piezo-elektrischen Wandler 10 auf, auf dem ein zweiter Spiegel 11 angeordnet ist, der im wesentlichen parallel zu der koplanaren Ebene von erstem und zweitem Strahlteiler und im wesentlichen parallel zu dem ersten Spiegel 9 verläuft und auf diesen hin gerichtet ist. Der zweite Spiegel 11 ist in einem Winkel von etwa 1º gegenüber einer vertikalen Achse durch den Spiegel 11 gegenüber dem ersten Spiegel 9 angestellt, um den Arm des Interferometers 1, in dem er angeordnet ist, einer Fehlausrichtung zu unterwerfen, um ein Shearing der Bilder zu bewirken und über den Wandler 10 eine Phasenverschiebung herbeizuführen. Dieser zweite Spiegel 11 liegt parallel und im Abstand zu dem ersten Spiegel 9 über dem anderen dreieckigen Raum 6 und stößt an einer weiteren äußeren Kante 4b und 5b eines jeden Strahlteilers 4 bzw. 5 an. Die Aufzeichnungseinrichtungen 2 und 3 liegen derart, daß die erste Aufzeichnungseinrichtung 2 in der Nähe einer äußeren Oberfläche 5c des zweiten Strahlteilers 5 benachbart zu der anderen Oberfläche des Strahlteilers 5 liegt, die an den zweiten Spiegel 11 anstößt und wobei die zweite Aufzeichnungseinrichtung 3 in der Nähe der äußeren Oberfläche 5d des Strahlteilers 5 liegt, der an den ersten Spiegel 9 anstößt. Jede Aufzeichnungseinrichtung 2 und 3 ist in üblicher Weise als CCD-Einrichtung ausgebildet, die als Kamera arbeitet.
• Zusätzlich bildet einen Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung ein optischer Linsenaufbau 12, der gegenüber der Stirnseite 4c des ersten Strahlteilers 4 angeordnet ist, der an dem zweiten Spiegel 11 anstößt und die Bilder 13 des bestrahlten Materials auf den ersten Strahlteiler 4 richtet.
• Eine abgewandelte Konstruktion eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist der einzige optische Linsenaufbau 12 weggelassen und durch zwei weitere optische Linseneinrichtungen 12a und 12b ersetzt, wobei die erste optische Linseneinrichtung 12a zwischen dem zweiten Strahlteiler 5 und der ersten Aufzeichnungseinrichtung 2 und die zweite optische Linseneinrichtung 12b zwischen dem zweiten Strahlteiler 5 und der zweiten Aufzeichnungseinrichtung 3 liegt. Im übrigen ist die Vorrichtung gemäß Fig. 2 die gleiche wie jene in Fig. 1, und es sind einander entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher nicht nochmals beschrieben.
• Die Fig. 3 der beiliegenden Zeichnung zeigt eine Modifikation, die entweder bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 oder bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 Anwendung finden kann. Bei der Konstruktion gemäß Fig. 3 fehlt das Prisma 8 in dem Dreiecksraum 7, und dieses ist ersetzt durch einen ebenen Spiegel 9, der im wesentlichen parallel zu dem Spiegel 11 über dem Dreiecksraum 7 zwischen den Flächen 4a und 5a des Strahlteilers liegt.
• Gemäß der Vorrichtung nach der Erfindung werden vier Bilder unter Benutzung von nur zwei Kameras 2 und 3 und einer einzigen Phasenstufe aufgenommen. Jeder Arm des Interferometers 1 erzeugt zwei Bildkomponenten 13x oder 13y, wie in Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung dargestellt, wobei die Komponente 13x geschert ist und die Komponente 13y nicht geschert ist. Demgemäß sieht jede Aufzeichnungseinrichtung oder Kamera 2, 3 zwei Komponenten 13x, 13y des ankommenden Bildes 13, und zwar eine Komponente geschert und die andere ungeschert, und diese Komponenten beeinflussen sich und liefern ein Speckle-Bild. Die beiden so erzeugten Speckle-Bilder werden aufgezeichnet, und zwar jeweils eines von jeder Kamera 2, 3, und sie werden, falls erforderlich, von einem Bildspeicher gespeichert und liefern die ersten beiden seitlich versetzten Speckle- Bilder. Diese ersten zwei seitlich versetzten Speckle-Bilder sind um 180º außer Phase, d. h. ein Bild liegt bei 0º und das andere relativ hierzu bei 180º. In gleicher Weise werden die zweiten zwei seitlich versetzten Speckle-Bilder von den zwei Bildkomponenten 13x und 13y erzeugt, die wiederum um π/2-Radianten von den ersten zwei Bildern phasenverschoben sind, so daß das eine Bild bei 90º und das andere Bild bei 270º liegt. Diese Bilder werden erzeugt, nachdem einer der Arme des Interferometers 1 über den piezo-elektrischen Wandler 10 und den zweiten Spiegel 11 einen Zuwachs erhalten hat.
• Die vier Speckle-Bilder können paarweise differenziert werden, und die hieraus resultierenden zwei weiteren Bilder können benutzt werden, um das Speckle- Phasen-Profil Φ&sub1; für das nicht beanspruchte Material zu berechnen. Dies kann im wesentlichen gleichzeitig geschehen.
• Weitere vier Speckle-Bilder werden in der gleichen Weise erzeugt, nachdem das Material beispielsweise durch Hitze, Druck, statische Belastung oder akustisch beansprucht wurde, und es werden die gleichen Schritte wiederholt, um das Speckle-Phasen-Profil Φ&sub2; für das beanspruchte Material zu berechnen. Der Differenzausdruck (Φ&sub1; - Φ&sub2;) wird dann berechnet, um die Fehlstellen des Materials aufzudecken.
• Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zerstörungsfreien Materialprüfung, bei dem das zu prüfende Material durch kohärente Strahlung derart beleuchtet wird, daß sich durch einen Laser eine sichtbare Strahlung ergibt, liegt in der Erzeugung von einem ersten Paar zweier seitlich versetzter Speckle-Bilder des beleuchteten nicht beanspruchten Materials durch das zweiarmige Shearing-Mach- Zehnder-Interferometer 1. Die Vorrichtung 1 erzeugt zwei Antiphasen-Ausgänge der folgenden Form.
• i&sub1;(x, y) = a(x, y) + b(x, y) cos [Φ(x, y)] (1)
• 1&sub3;(x, y) = a(x, y) + b(x, y) cos [Φ(x, y) + π] (2)
• Wenn die beiden Kameras 2, 3 genau ausgerichtet sind und eine genau angepaßte Verstärker/Empfindlichkeits-Charakteristik haben, kann dieses erste digitalisierte Paar von Bildern subtrahiert oder differenziert werden, um ein drittes Bild IA zu erzeugen, das unabhängig ist von dem Störausdruck a (x, y):
• IA(x, y) = 2b(x, y) cos[Φ (x, y)] (3)
• Wenn die Pfadlänge einer der Arme des Interferometers 1 unter Benutzung des Spiegels 11 zunimmt, um eine Phasenverschiebung von π/2 Radian zu erzeugen, dann wird ein zweites neues Paar versetzter Speckle-Bilder i&sub2;(x, y) und i&sub4;(x, y) des beleuchteten nicht beanspruchten Materials erzeugt.
• i&sub2;(x, y) = a(x, y) + b(x, y) cos [Φ(x, y) + π/2] (4)
• i&sub4;(x, y) = a (x, y) + b(x, y) cos [Φ(x, y) + 3π/2]. (5)
• Diese Speckle-Bilder können differenziert werden, um ein viertes Bild IB zu erzeugen.
• IB(x, y) = 2b(x y) sin [Φ(x, y)] (6)
• Hieraus ergibt sich das Speckle-Phasen-Profil Φ&sub1; für das unbeanspruchte Material durch:
• Φ(x, y) = tan&supmin;¹ [IB/IA] (7)
• Dann werden die vorstehend erwähnten Schritte mit dem Material wiederholt, das sich im beanspruchten Zustand befindet, um ein Beanspruchungs-Speckle-Phasen- Profil Φ&sub2; zu erhalten, und der Differenzausdruck Φ&sub1; - Φ&sub2; wird kalkuliert, um die Materialfehler aufzudecken. Falls erforderlich, können die Berechnungen (3) und (6) im wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden. Die Speckle-Phase Φ&sub2; zeigt die Phase der mikroskopischen Oberflächenrauhigkeit und die makroskopische Deformation des Materials. Durch Differenzierung von Φ&sub1; und Φ&sub2; wird die zufällige Speckle-Phase der Oberflächenrauhigkeit des Materials ausgeschaltet, und hierdurch wird es möglich, die darunterliegenden Fehlstellen durch Beanspruchung des Materials aufzudecken.
• Demgemäß werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren die phasengestuften Bilder in schneller Folge aufgenommen, wodurch eine Umgebungs-Dekorrelation der Streifenmuster verhindert und eine Echtzeit-Darstellung der interferometrischen Phaseninformation gewährleistet wird. Die Vorrichtung ist in ihrer Konstruktion relativ einfach und wirksam in ihrer Benutzung der zusammengefaßten Objektbeleuchtung, so daß das gesamte verfügbare Licht benutzt wird und alle zwei Phasenverschiebungen von einem einzigen Eichpunkt aus selbständig geeicht werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von mit Kohärenzlicht bestrahlten Materialien mit einem zweiarmigen Shearing-Mach-Zehnder-Interferometer (1) zur Erzeugung von ersten vierphasen-verschobenen seitlich versetzten Speckle-Bildern des unbestrahlten beleuchteten Materials und von zweiten vierphasen-verschobenen seitlich versetzten Speckle-Bildern des beanspruchten bestrahlten Materials, wobei zwei getrennte Aufzeichnungseinrichtungen (2, 3) vorgesehen sind, um die ersten und zweiten vier Speckle-Bilder aufzuzeichnen, und wobei das Interferometer (1) zwei an ihren Endkanten aneinander anstoßende koplanare Strahlteiler (4, 5) und einen ersten Spiegel (9) aufweist, der im wesentlichen parallel zu den Strahlteilern (4, 5) liegt, um Bilder zu reflektieren, die über den ersten Strahlteiler (4) von dem bestrahlten Material nach dem zweiten Strahlteiler (5) übertragen werden, um dadurch auf die erste Aufzeichnungseinrichtung (2) übertragen zu werden, und wobei dadurch eine Reflexion nach der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (3) bewirkt wird, und wobei ein piezoelektrischer Wandler (10) auf einem zweiten Spiegel (11) angeordnet ist, der im wesentlichen parallel zu den koplanaren ersten und zweiten Strahlteilern (4, 5) und im wesentlichen parallel zu dem ersten Spiegel (9) und auf diesen hin gerichtet angeordnet ist, um Bilder, die von dem ersten Strahlteiler (4) nach dem zweiten Strahlteiler (5) reflektiert wurden, zu reflektieren, um sie dadurch nach der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (3) zu reflektieren und um dadurch eine Reflexion nach der ersten Aufzeichnungseinrichtung (2) zu bewirken, wobei der zweite Spiegel (11) in einem Winkel von im wesentlichen einem Grad gegenüber dem ersten Spiegel (9) geneigt ist, um ein Shearing der Bilder zu bewirken und um über den piezo-elektrischen Wandler (10) eine Phasenverschiebung herbeizuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher jeder Strahlteiler (4, 5) eine Würfelform aufweist, wobei die beiden Strahlteiler (4, 5) mit ihren Kanten aneinandergefügt sind, um zwei gegenüberliegende dreieckige Räume zwischen den beiden Strahlteilern (4, 5) zu schaffen, wobei der erste Spiegel (9) in dem einen Dreiecksraum, anstoßend an einen äußeren Rand (4a, 5a) eines jeden Strahlteilers (4, 5), angeordnet ist und der zweite Spiegel (11) parallel zu dem ersten Spiegel (9) und im Abstand hierzu über dem anderen Dreiecksraum angeordnet sind, um an jeweils einen weiteren äußeren Rand (4b, 5b) eines jeden Strahlteilers (4, 5) anzustoßen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der erste Spiegel (9) von einer Seitenfläche eines 45º-Prisma gebildet wird, wobei das Prisma in dem einen Dreiecksraum angeordnet ist und auf die beiden Strahlteiler (4, 5) weist, wobei diese Seitenfläche den Spiegel (9) bildet, der die beiden 45º-Winkel verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die zwei Aufzeichnungseinrichtungen (2, 3) benachbart zu einer äußeren Oberfläche (5d) des zweiten Strahlteilers (5) vorgesehen sind, die dem ersten Spiegel (9) anliegt, während der andere Spiegel benachbart zur äußeren Oberfläche (5c) des zweiten Strahlteilers (5) dem zweiten Spiegel (11) anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher jede Aufzeichnungseinrichtung (2, 3) eine ladungsgekoppelte Einrichtung ist, die als Kamera wirkt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche einen optischen Linsenaufbau (12) aufweist, der benachbart zu einer Fläche (4c) des ersten Strahlteilers (4) liegt und an dem zweiten Spiegel (11) anliegt und die Bilder des bestrahlten Materials auf den ersten Strahlteiler (4) richtet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche einen ersten optischen Linsenaufbau (12a) aufweist, der zwischen dem zweiten Strahlteiler (5) und der ersten Aufzeichnungseinrichtung (2) liegt, wobei ein zweiter optischer Linsenaufbau (12b) zwischen dem zweiten Strahlteiler (5) und der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (3) angeordnet ist.

8. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Materialien, wobei das zu prüfende Material durch kohärente Strahlung beleuchtet wird, mit den folgenden Schritten:

(a) es wird ein erstes aus zwei seitlich versetzten Speckle-Bildern des bestrahlten nicht beanspruchten Materials paarweise gleichzeitig durch ein zweiarmiges Shearing-Mach-Zehnder-Interferometer (1) erzeugt, das das bestrahlte Material betrachtet, und es erfolgt eine Aufzeichnung auf zwei getrennten Aufzeichnungseinrichtungen (2, 3),

(b) die ersten beiden Speckle-Bilder werden differenziert, um ein drittes Bild (IA) zu erzeugen,

(c) die Pfadlänge einer der Arme des Interferometers (1) wird vergrößert, um eine Phasenverschiebung von π/2 rad zu erzeugen,

(d) es wird ein zweites Paar seitlich versetzter Speckle-Bilder des nicht beanspruchten bestrahlten Materials gleichzeitig durch das Interferometer (1) erzeugt und durch die beiden getrennten Aufzeichnungseinrichtungen (2, 3) aufgezeichnet,

(e) das zweite Speckle-Bild-Paar wird differenziert, um ein viertes Bild (IB) zu erzeugen,

(f) das Speckle-Phasen-Profil Φ&sub1; wird aus dem nicht beanspruchten beleuchteten Material aus der folgenden Beziehung abgeleitet

Φ&sub1; = tan&supmin;¹ (IB/IA),

wobei die Schritte (a) bis (f) wiederholt werden, während das Material beansprucht ist, um ein Beanspruchungs-Speckle-Phasen-Profil Φ&sub2; zu erzeugen, und wobei der Differenzausdruck Φ&sub1; - Φ&sub2; berechnet wird, um die Materialfehler aufzudecken.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Schritte (b) und (e) im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, bei welchem die benutzte kohärente Strahlung eine sichtbare Lichtstrahlung ist.