超構(gòu)透鏡作為一種新興的光學技術(shù)，近年來發(fā)展迅速。超構(gòu)透鏡具有高分辨率、小尺寸和輕量化等優(yōu)點。DIC技術(shù)是材料力學領(lǐng)域極具生命力的光學測量方法之一，為應(yīng)變測量提供了低成本、高精度和高穩(wěn)定性的實驗手段。雙目DIC系統(tǒng)需要兩個相機實現(xiàn)對物體的不同視角拍攝，使測量系統(tǒng)需要占用較大的空間。相較于傳統(tǒng)透鏡，超構(gòu)透鏡能更小的尺寸和重量能彌補這一缺點。本項目制作了一個雙目超構(gòu)透鏡，通過單個相機實現(xiàn)了雙目DIC測量。

本項目包括算法開發(fā)和實驗設(shè)計兩部分。算法開發(fā)目標包括：確定標定步驟計算方法，并建立新的標定模型；確定超構(gòu)透鏡對相關(guān)函數(shù)的影響，采用最合適的或者改進已有的函數(shù)類型，得到新的相關(guān)函數(shù)；經(jīng)過初值估計和迭代進一步優(yōu)化相關(guān)函數(shù)；選擇合適的遍歷算法完成全場模型構(gòu)建并完成形貌重建和應(yīng)變計算；引入力學相關(guān)函數(shù)完成應(yīng)變-應(yīng)力計算。實驗設(shè)計目標包括：根據(jù)已有的超構(gòu)透鏡和DIC算法進行DIC 原理驗證實驗；設(shè)計超透鏡夾持裝置和位移機構(gòu)，實現(xiàn)超構(gòu)透鏡和相機之間的快速調(diào)節(jié)；展開典型工況實驗，將改進后DIC的計算結(jié)果與商用DIC計算結(jié)果進行對比。

本項目在現(xiàn)有DIC算法的基礎(chǔ)上，對其進行有針對性地改造，得到了適用于超構(gòu)透鏡的一套從攝像頭標定到得到材料應(yīng)力的完整的算法，使超構(gòu)透鏡技術(shù)和DIC技術(shù)更好的結(jié)合在一起。本項目基于現(xiàn)有的光學設(shè)計及樣件，設(shè)計加工超透鏡夾持裝置和位移機構(gòu)，實現(xiàn)了超構(gòu)透鏡與相機之間的精準調(diào)節(jié)。結(jié)合優(yōu)化后的超構(gòu)透鏡與DIC算法，對各類工況進行了測量，并與商用 DIC 結(jié)果進行對比，驗證了應(yīng)變算法的準確性。