6、微测量中的网格与莫尔方法

微测量中的网格与莫尔方法

1 引言

网格和莫尔方法是变形和应变测量的基石。网格方法基于正应变和剪应变的定义，将这一概念扩展到试样上的所有点，形成网格，通过比较未变形和变形状态下的网格，可从基本原理推导出各点的应变。莫尔方法则是将加载前后记录的两个网格（或光栅）叠加，显示出莫尔条纹，条纹与变形直接相关，从而可轻松推导出应变。

早期的莫尔方法使用可见光光源，灵敏度受限。后来发展出的莫尔干涉测量法可实现 0.417 µm 的变形灵敏度，但空间分辨率存在问题。而网格方法能直接提供点的应变信息，衍射原理也被用于应变测定，显微镜则为通过衍射测量应变提供了可能。

2 网格或光栅制造方法

2.1 光刻胶

对于粗光栅（小于 300 线/毫米），可使用真空复制机制作光刻胶光栅。操作步骤如下：
1. 将试样涂上光刻胶并预烘烤。
2. 将其放入真空曝光机中，在涂有光刻胶的试样上放置主光栅。
3. 使用真空泵消除试样与主光栅之间的间隙。
4. 在紫外线灯下曝光光刻胶。
5. 显影和定影后，在试样表面形成光刻胶光栅。

2.2 移动点源全息干涉仪

为制作高频光栅，可使用全息干涉测量法。推荐使用移动点全息干涉仪系统来消除光栅表面的散斑噪声并提高光栅质量。具体操作如下：
1. 以氩激光为光源。
2. 将制作光栅的物体涂上光刻胶并在系统中曝光。
3. 显影后形成光刻胶光栅，在进行莫尔测试前，需在该光栅上涂上铝或金层。

2.3 电子束光刻

使用配备束流消隐装置和图案发生器的 TOPCON SEM SX -