干涉图处理中的相位去包裹技术

介绍了相位去包裹的相关技术和算法。文中将去包裹算法分成两大类 :路径跟踪算法和与路径无关算法。同时介绍了这两大类算法的数学模型。

纳米检测轮廓仪相移干涉图处理

研究了相移干涉轮廓仪干涉图处理的相位提取算法和相位去包裹算法.提出区分像素点的四步相位提取算法,该算法有效地消除了环境噪声,降低了相移误差的影响,同时具有广泛的实用性.为了验证该算法,首先检测一标准台阶面,测得台阶高度的平均测量误差为1.600;然后以插入光纤的光纤连接器端面的三维轮廓为对象进行了实际检测,测得光纤端面与连接器端面高度差平均值为45.7nm,平均测量误差为200.测得光纤端面上一污点高度为23.6nm,平均测量误差为300.

基于FFT干涉图处理的外插修正算法

条纹外插是FFT处理圆形域干涉条纹图的必要步骤,外插的效果直接影响最终处理的精度.该文在边缘极值点为原点反转外延算法的基础上给出了一种修正算法,不仅达到了良好的插值效果,大大提高了运行速度,而且该算法也能同时对光盘形内孔进行插值.

基于相对调制度的非方形干涉图处理方法

以相对调制度作为判据 ,划分干涉图中的有效点和无效点 ,并据此进行加权 ,采用加权最小二乘算法进行去包裹处理。采用这种方法可以有效减小包裹位相中坏点或无信息点对有效点去包裹位相的影响。以移相式干涉仪为例 ,给出了相对调制度的计算方法 ,简述了加权最小二乘去包裹算法的原理 ,并通过光学盘片的处理结果验证方法的正确性。

剪切干涉图处理技术

用干涉法诊断等离子体密度是比较常用的一种测量方法，要充分发挥该方法的精确性就必须保证从实验到数据处理全程的工作质量，其中干涉图的处理就是重要的一环，它直接关系到相位提取的精度，是数据反演的基础。由于不可避免地要受到各种噪声以及镜片质量的影响，而且不同实验情况的差异也很大，因此，干涉图的处理技术涉及面广且难以成系统，针对剪切干涉图比较了在空域、频域、小波空间的各种滤波效果，完成了干涉相位提取、相位解包（缠）、波面重建的工作，在对多种干涉图处理技术进行比较的基础上初步选出较为合适的方法，为以后的相关实验提供参考。

干涉图的预处理技术研究

提出了一种干涉图预处理的新方法。该方法利用数学形态学的方法对干涉图进行有效区域的边缘提取,利用二维快速傅里叶变换迭代法对干涉图进行区域延拓,并采用非加权离散余弦变换最小二乘算法对干涉图进行波面统一,最终恢复出被测物体的表面面形,为后续结果分析奠定了基础。对一个实际SiO2薄膜样片进行了干涉图的预处理。结果表明,通过该算法得到的干涉图预处理结果,与Zygo干涉仪的分析测试结果基本一致。

高精度单幅干涉图自动处理方法

目前有很多对于动态单幅干涉图的处理方法,如空间载波相移法、FFT方法、直接位相测量法等。但在自动处理和提高精度方面有很多局限,比如实现预处理过程无效点识别和剔除的自动化,以及各种方法在精度方面所固有的限制。鉴于低实验需求、较高的精度和可靠性,FFT已成为单幅干涉图研究的重点方法之一。现采用形态操作减去背景的域值处理方法实现了对有效区的提取,并修正了基于FFT的边缘极值点为圆点的条纹外插算法,避免了条纹错位,很大程度上克服了边界效应,从而提高了FFT处理的精度。

带有分割遮拦环形干涉图的波面拟合

针对干涉测量实验中采集到的带有分割遮拦的环形干涉图,采用Zernike环多项式作为基底函数系对波面数据进行拟合,并对拟合结果进行了理论分析和实验验证。首先,利用相关矩阵,在理论上分析了Zernike环多项式在带有分割遮拦的单位环形区域内的交叉耦合现象。其次,分别采用Zernike圆多项式和Zernike环多项式对实验得到的中心遮拦比ε≈0.504,且带有分割遮拦的环形干涉图进行波面拟合,从拟合残余误差、各项Zernike系数的稳定性、传递矩阵的条件数三个方面,对比分析了两种多项式的拟合精度、可靠性以及抗扰动能力。实验结果表明,对于带有分割遮拦环形波面的拟合,当环形区域中分割遮拦较小时,Zernike环多项式具有较高的拟合精度、可靠性和抗扰动能力,可以达到很好的拟合效果。

坐标变换的干涉条纹处理方法

为了实现对闭合干涉条纹的处理,采用线性插值的原理,将笛卡尔直角坐标系下的闭合条纹转换到极坐标系下,利用二值化、细化算法提取条纹几何中心点的位置,经逆变换映射回原直角坐标系,分析得到与之对应的相位值.对实际采集的干涉条纹进行处理,得到PV值为0.403 6λ,RMS值为0.062 43λ.与Taylor Hobson轮廓仪对同一被测面的检测结果比较,PV和RMS值的偏差分别为3.7%和1.4%.

光干涉图阴影校正

介绍了阴影噪声校正的方法 ,对干涉图中阴影噪声的类型进行说明 ,提出了在空域上对干涉图中加性阴影噪声校正的模板分块取最小值法和手动判据法以及乘性阴影噪声校正的高斯模糊方法 ,并且进行了理论分析和实际干涉图像处理 ,验证了其可行性 ,同时得到比较理想的结果。

中心遮拦干涉图的处理

介绍了一种用于中心遮拦的大口径干涉仪的干涉条纹处理软件。该软件通过对干涉数据进行采集、处理而得出被检波面的波差分布和像差。由于对干涉图数据拟合过程中所使用的泽尼特（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多项式进行了修正。

两种迭代最小二乘相移算法的比较

健壮有效的相移算法是干涉图处理中一个非常关键的技术 .相位值自动标定算法可以消除移相误差 ,因此得到了广泛关注和应用 .其中 Kong- Kim算法和基于一阶泰勒级数展开式的迭代最小二乘算法是两种非常优秀的算法 .

高精度检测球面面形的方法研究

短波光学的迅猛发展和高精密光学仪器的需求日益增多,对高精度表面的加工与检测也随之重要起来。而在一般的干涉检测中,球面镜检测精度主要依赖参考镜的精度。利用 Jensen提出的干涉仪绝对校准理论可以去除参考镜的误差和干涉仪的附加波像差,从而提高被测件测量精度。在研究 Jensen绝对校准理论的基础上,提出一种利用泽尼克(Zernike)多项式进行波面相位转换的方法进行波面处理,并提出具体实施方案。对面形精度优于λ/37小凸球面进行测量得出了较好的结果,打破了标准镜头最优λ/20 的局限,使这一理论简单易行地赋予应用。从而实现了高精度检测球面面形。