1.一種高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)方法,其特征在于,包括:
第一激光束通過(guò)第一光路至分光棱鏡的第一輸入端,并從所述分光棱鏡的第一輸出端輸出至待測(cè)樣品;
所述第一激光束經(jīng)過(guò)所述待測(cè)樣品表面反射的第一反射光束以及所述第一激光束經(jīng)過(guò)所述待測(cè)樣品內(nèi)部反射的第二反射光束,進(jìn)入所述分光棱鏡,并從所述分光棱鏡的第二輸出端輸出至第二光路;
采集經(jīng)過(guò)所述第二光路的所述第一反射光束以及所述第二反射光束產(chǎn)生的干涉光譜;
根據(jù)所述干涉光譜計(jì)算所述待測(cè)樣品內(nèi)部的固化場(chǎng)分布。
2.如權(quán)利要求1所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)方法,其特征在于,還包括:
從所述分光棱鏡的第二輸入端輸入的第二激光束,所述第二激光束從所述分光棱鏡的第二輸出端輸出至所述第二光路。
3.如權(quán)利要求2所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)方法,其特征在于,所述根據(jù)所述干涉光譜計(jì)算所述待測(cè)樣品內(nèi)部的固化場(chǎng)分布包括:
將所述干涉光譜沿波數(shù)方向進(jìn)行傅里葉變換,解調(diào)出所述待測(cè)樣品內(nèi)部光程差的變化場(chǎng)
其中,Δφ為所述待測(cè)樣品在兩個(gè)不同固化狀態(tài)下的干涉光譜的相位差,ΔΛ為所述待測(cè)樣品在兩個(gè)不同固化狀態(tài)下的光程差變化量,(x,y,z)表示所述待測(cè)樣品內(nèi)部的空間三維坐標(biāo),t表示固化時(shí)間,λC所述第一激光束的中心波長(zhǎng);
對(duì)所述光程差變化場(chǎng)沿所述空間三維坐標(biāo)的z方向進(jìn)行差分運(yùn)算,得到
其中,εz為離面應(yīng)變,n1為所述待測(cè)樣品的折射率,Δn1為所述待測(cè)樣品的折射率變化量,C為固化度;
根據(jù)所述固化度與所述離面應(yīng)變的線性關(guān)系以及所述固化度與所述折射率變化量的線性關(guān)系,將式(2)進(jìn)行變換,得到
其中,β1,β2分別為所述待測(cè)樣品種類(lèi)的相關(guān)常量。
4.一種高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,包括:
激光器,用于產(chǎn)生第一激光束;
第一光路包括在所述激光器的輸出端依次放置的第一凸透鏡、第二凸透鏡、光闌、第三凸透鏡以及柱面鏡;
分光棱鏡,設(shè)置于所述第一光路輸出端與所述待測(cè)樣品之間;
第二光路包括在分光棱鏡的第二輸出端依次放置的第四凸透鏡、反射式衍射光柵以及第五凸透鏡;
圖像采集裝置,用于采集所述第一反射光束以及所述第二反射光束產(chǎn)生的干涉光譜;
數(shù)據(jù)處理器,用于根據(jù)所述干涉光譜計(jì)算所述待測(cè)樣品內(nèi)部的固化場(chǎng)分布。
5.如權(quán)利要求4所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述激光器還用于產(chǎn)生第二激光束。
6.如權(quán)利要求5所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,還包括光纖耦合器,用于將所述第一激光束分配至所述第一光路的輸入端,和將所述第二激光束分配至所述分光棱鏡的第二輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述光纖耦合器的分光比為90:10或99:1。
8.如權(quán)利要求7所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述激光器為超輻射發(fā)光二極管,其中心波長(zhǎng)范圍為750nm-840nm,帶寬范圍為20nm-100nm。
9.如權(quán)利要求8所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述第一凸透鏡、所述第二凸透鏡以及所述第三凸透鏡的焦距范圍均為50mm-60mm,所述柱面鏡的焦距范圍為100mm-150mm,所述第四凸透鏡的焦距范圍為40mm-60mm,所述第五凸透鏡的焦距范圍為200mm-300mm。
10.如權(quán)利要求9所述的高聚物復(fù)合材料的固化程度檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述圖像采集裝置為CCD相機(jī)。