散斑干涉技术能够对待测目标进行非接触式的一次全场检测,通过将表面变化前后的散斑信息进行干涉,之后由探测器采集。变形前后的散斑干涉图由计算机进行图像处理,从而可以获得待测目标表面的变化信息。这种基于散斑干涉的光学检测技术具有检测速度快、不会损坏待测目标和探测精度高的特点,使得在无损检测,应变检测和热变形等领域应用广泛。在工程应用中,特别是剪切散斑干涉系统,发现了对散斑进行干涉处理的干涉装置会限制系统的视场,从而会减小一次全场检测的面积,限制了在实际中的应用。多功能数字散斑干涉检测装置中存在着将光路分成散斑干涉光路和剪切散斑光路的分光棱镜,进一步将系统的视场受到限制。并且干涉装置的存在会加长光学系统的后工作距,在镜头的选择上也会受到限制。多功能数字散斑干涉检测装置中的成像设备不仅能够获得基于散斑干涉的待测目标表面图像,还能获得基于剪切散斑干涉成像的待测目标表面图像。并以此为前提,设计了能够增大一次全场检测的一体两用式镜头。该成像设备可以实现在工作距为1.5m、面积为1m×1m的待测物面进行散斑图样采集,以及在成像物镜的后工作距中可引入分光-干涉模块。主要研究内容:1、调研了基于散斑干涉技术的发展历程和研究现状,并针对增大一次全场检测面积的方法进行了调查;在充分理解散斑干涉原理和剪切散斑干涉原理的基础上,分析用于干涉的相关器件对成像视场的影响,并结合多功能数字散斑干涉检测成像特点设计出分光和干涉结构光路设计;2、根据项目要求的光学设计指标以及通过分析光学系统的成像原理,采用反远距物镜结构并讨论其理想模型,之后结合多功能数字散斑干涉检测装置成像特点讨论存在的像差和平衡方式。选择合适的初始结构,利用ZEMAX并结合光学设计指标设定基本参数进行多功能数字散斑干涉检测装置成像光学系统设计。为满足项目要求,进行优化光路校正像差。分析光路并进行像质评价,以及进行相应的公差分析;3、分析光机设计相关理论,对多功能数字散斑干涉检测装置中反远距物镜和干涉模块进行一体化结构设计。并利用Trace Pro对整个成像-干涉系统进行杂散光分析。最终设计出一个具有大视场,大反远比,能够用于多功能数字散斑干涉检测的反远距成像物镜。系统的有效焦距为16.8mm,相对孔径为1/3.44,最大畸变为1%。在104.2lp/mm处,全视场的MTF值都不小于0.73。