一种新的移相干涉技术

本文提出了一种对连续采得的大量移相干涉图通过干涉条纹光强定标或傅里叶变换方法求出被测波前相位分布的新的移相干涉技术。此技术充分利用了近代计算机和ＣＣＤ数字图像处理技术的新成果，不仅可使干涉仪的硬件系统简化，成本降低，还可明显提高仪器的抗干扰能力，促进移相干涉技术的普及和推广应用。

移相干涉技术用于运动姿态精密测量

针对测量系统运动中姿态测量的需求,提出了一种利用移相干涉技术测量角度的方法来实现运动姿态的准确测量。建立了由组合式移相干涉仪为主的三轴转角实验装置,该装置测量角度的分辨力优于0.006″。采用实验装置对微位移工作台运动过程中的姿态变化进行了测量,得到了工作台移动中绕三轴转角变化的测量结果,并利用激光小角度干涉仪进行了相关测量点的对比实验,数据最大偏差0.03″。实验结果验证了利用移相干涉测角法可以实现运动中姿态的精确测量。

斩波式自适应移相干涉技术

研究对环境振动和空气扰动所造成的两相干光束间常数项光程变化不敏感的自适应移相干涉系统。利用偏振分光技术 ,采用闭环控制 ,并将高频振幅调制与锁相技术相结合 ,建立一斩波式自适应移相干涉系统 ,可对环境振动引起的干涉条纹的抖动进行实时探测并予以光程补偿 ,将干涉条纹依次锁定在与任意相位差相对应的位置。该方法不受两相干光束间光程差大小的限制且具有高信噪比。阐述了该方法的原理 ,描述了所建立的系统 。

用数字相移干涉技术评价全息台的稳定性

利用振幅型空间光调制器作相移器的相移干涉技术评价了全息台的稳定性.利用Mach-Zender干涉仪获得相移干涉条纹图像,通过Fourier变换计算光波的相位.在一定时间间隔内,采集大量的干涉条纹图像,从而获得光波相位随时间的变化规律.用计算机程序找出这些光波相位随时间分布的半高全宽,在沙箱实验台和气浮隔振光学平台上采用完全相同的仪器和实验条件,通过比较半高全宽来评估2个全息台的稳定性.

用于相移点衍射干涉仪的加权最小二乘相位提取算法

针对现有的相位提取算法只对某些特定的误差不敏感,不能满足高精度光学检测的要求,本文引入一种等间隔多步移相算法—权重待定的加权最小二乘算法。通过在最小二乘算法中添加待定的权重,分析移相点衍射干涉仪中多种误差源对算法的影响,获得多组约束方程,从而确定权重和新算法。对新算法和标准四步算法、Hariharan五步算法进行比对分析,验证了新算法对PZT线性和二阶非线性移相不准、光强的一阶二阶波动和光源频率一阶二阶波动等误差抑制能力远远优于标准四步算法和Hariharan五步算法;新算法对CCD的量化误差、光强噪声、频率噪声的抑制能力也具有一定优势,且对CCD的二阶响应非线性完全不敏感。

基于时域傅里叶变换的波长移相算法

基于傅里叶变换的波长移相算法,是基于时域傅里叶变换和差分技术来实现干涉图处理。这种算法主要用于实现较粗糙轮廓或台阶件的光学检测。介绍了该算法的中心思想,指出了已有的Takeda算法的缺点,提出了改进算法。叙述了新算法的实现过程并进行了误差分析,最后给出了实验结果。

干涉图去包裹位相的二次校正

相位去包裹是移相干涉技术中关键的组成部分。一些去包裹算法在处理具有较多无效成像点的干涉图时,会在处理结果中引入较大的算法误差。提出了通过对去包裹位相进行二次校正的方法,实现去包裹位相算法误差的有效消除。文中通过基于DCT变换的最小二乘去包裹算法为例进行了说明,并通过一光学平晶表面的处理结果对方法进行了验证。

加权多步波长移相算法参数确定方法

波长移相干涉技术是通过光源波长的改变来实现干涉信号的移相 ,原理上可以分离寄生干涉信号 ,同时也存在非线性误差 ,因此在算法上要求能对多次谐波进行较好的抑制 ,加权多步移相算法可以实现这样的目的。在该类算法的实际应用中 ,需要对加权值、移相间隔和采样步数等进行确定。

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。

移相式数字光学轮廓仪的研制

相移干涉技术是表面轮廓测量领域中得到了广泛应用的可实现高精度测量的技术方法。本文将相移干涉技术与上海光学仪器厂的 6 JA型干涉显微镜结合起来 ,研制成功了移相式数字光学轮廓仪 ,其测量范围 0 .5 nm～ 1um,精度达到了 σ<0 .0 5 nm(Ra) ,σ<0 .7nm(P- V)。由于相关技术的突破 ,该仪器可以对多种材料、多种轮廓形状的表面实现测量 。

基于干涉图像分析的移相式激光干涉仪振动检测方法

当移相干涉仪受较大振动干扰时,会导致其无法准确获取较优干涉图组,为了解决该问题,提出了一种基于干涉条纹图像分析的振动检测方法。从图像处理角度,该方法分析了干涉图像中条纹的形状、数量和移相方向等特征与低频高幅度振动的关系,从而判断其是否受较大的低频振动影响;从统计学角度,该方法分析了干涉图组的移相特征与中高频低幅度振动的关系,计算出干涉图组的移相稳定性和准确性并评估整体移相质量,来判断其是否受较大的中高频振动影响。基于上述方法开发了相应的算法,经实验验证,在获取序列干涉图组时,该方法可智能地判断并筛选出受振动干扰较小的干涉图组,进而计算出准确的波面信息,提高了系统的抗振能力,对移相干涉技术的实际应用具有意义。