1.一種牙科樹脂內(nèi)應(yīng)變場(chǎng)的測(cè)量裝置,其特征在于,包括光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)、探測(cè)頭和數(shù)據(jù)處理器;
所述光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)包括提供相干光的光源、光纖耦合器,光學(xué)組件和光電成像裝置,所述光纖耦合器的一輸入端與所述光源連接,一輸出端通過光纖連接所述探測(cè)頭,在另一輸出端設(shè)置由反光元件構(gòu)成的用于形成參考光的所述光學(xué)組件,在另一輸入端設(shè)置用于接收物光與參考光形成的干涉光的所述光電成像裝置;
所述探測(cè)頭用于將光纖輸出的探測(cè)光照射在被測(cè)牙齒并接收反射回的物光;
所述數(shù)據(jù)處理器與所述光電成像裝置相連,用于根據(jù)所述光電成像裝置成像得到的干涉光譜計(jì)算獲得被測(cè)牙齒樹脂內(nèi)的應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述光學(xué)組件至少包括沿光路依次布置的第一透鏡、第一反射鏡、光程調(diào)節(jié)組件和第二反射鏡;
所述第一透鏡用于將光纖的輸出光調(diào)整為平行光;
所述第一反射鏡的法線與所述第一透鏡的中心軸成45度角;
所述光程調(diào)節(jié)組件至少包括相互垂直設(shè)置且反射面相向的第三反射鏡和第四反射鏡,所述第三反射鏡與所述第一反射鏡平行,所述第二反射鏡與所述第四反射鏡相向,且兩者法線的夾角為45度;
所述第一反射鏡的反射光以45度入射角入射到所述第三反射鏡,經(jīng)所述第三反射鏡、所述第四反射鏡依次反射后,所述第四反射鏡的反射光垂直入射到所述第二反射鏡;
所述光程調(diào)節(jié)組件可沿其入射光的方向位移。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)與所述探測(cè)頭通過光纖跳線連接。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,在所述光纖耦合器的輸入端與所述光電成像裝置之間的光路上依次設(shè)置有第二透鏡、反射式衍射光柵和第三透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,在所述探測(cè)頭內(nèi)至少設(shè)置有用于調(diào)整光束的第四透鏡。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述光纖耦合器為分光比為50:50的光纖耦合器。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述光電成像裝置為CCD相機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)干涉光譜計(jì)算獲得被測(cè)牙齒樹脂內(nèi)的應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量結(jié)果,具體包括:
采集的干涉光譜以如下公式描述:
其中,I(k)表示干涉光光強(qiáng)度,DC表示直流分量,AC表示自相干分量,IR表示參考光光強(qiáng)度,Ij表示第j層表面反射回光的光強(qiáng)度,k為波數(shù),k=2π/λ,λ為波長(zhǎng),M為參與干涉的表面?zhèn)€數(shù),φj0為參考面與第j層表面干涉時(shí)的初始相位,Λj為第j層表面與參考面之間的光程差;
按照如下公式計(jì)算牙科樹脂內(nèi)第j層表面與參考面之間的距離zj:
其中,nj表示折射率,Λj通過以下公式計(jì)算獲得:
fk表示干涉光譜沿波數(shù)k軸的變化頻率。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)量裝置,其特征在于,所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)干涉光譜計(jì)算獲得被測(cè)牙齒樹脂內(nèi)的應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量結(jié)果,還包括:
根據(jù)如下公式計(jì)算牙科樹脂內(nèi)第j層表面的離面位移wj:
其中,Δφj表示變形前后干涉光譜的相位變化,kc表示光源輸出光的中心波數(shù),Δnj表示變形前后折射率的變化量;
根據(jù)如下公式計(jì)算牙科樹脂內(nèi)第j層表面的離面應(yīng)變?chǔ)?sub>j: