一种用于移相干涉条纹图的相位提取方法技术

本发明专利技术涉及一种用于移相干涉条纹图的相位提取方法。相位测量误差具有正弦性周期性分布，而三角函数每相隔π时，其幅值正负相反，即误差分布反相。这样，可对基础算法进行扩展，将多组测量中的反正切公式中分子、分母分别进行叠加平均，利用误差相位分布反相相互抵消来减小误差。在此思想下，可递推推导出多种适合不同情况的平均补偿算法。该算法尤其是对相移误差不敏感，能显著地提高相位测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光学检测领域。
技术介绍
光学干涉计量是一种以光波长为计量单位的高精度、高灵敏度计量测量方法，在光学测量中有着十分广泛的应用。移相干涉术是由1974年Burning等人提出的，他把通讯理论中的同步相位探测技术引入到光学干涉计量术中，是计算机辅助干涉计量测试中的一个重大的发展。其原理是在干涉仪的两相干光的相位差之间引入有序的位移，当参考光程 (或相位)变化时干涉条纹的位置也作相应的移动。在此过程中，用光电探测器对干涉图进行多幅阵列网格的采样，然后把光强数字化后存帧存储器，由计算机按照一定的数学模型根据光强的变化求相位分布，同时也可以分辨出波面的凹凸性。多幅的采样可以抑制噪声的影响，在条纹对比度不好的情况下，也可以得到较好的结果，它的测量精度于整个光瞳面上的光强不均勻影响较小，可以避免激光高斯分布的影响，这些技术的最重要的优点在于提供了一种快速、简洁、高精度、多参数、自动化的测量方法，关键的技术在于通过计算机分析处理测量的数据，从而获得所测的相位值。从光的干涉原理知道，干涉条纹是干涉场中光程差相同点的轨迹。干涉场强度的空间变化率主要取决于相位的变化。在移相干涉仪面形测量中，干涉条纹分析就是要从一帧或多帧干涉图中恢复出波面的原始特征。常用的斐索型及泰曼型干涉仪，都是以标准波面为参考面的双光束干涉仪，其干涉的光强分布可表示为I (X，y) =A (x, y) +B (χ, y) cos (1)式中Α为干涉场背景光强分布；B为干涉条纹光强变化的幅值；φ为被测波前的相位分布，包含了物体的三维信息。由于式中含有Α、Β、φ三个未知量，至少需采集三帧以上的条纹图才能解出φ。目前，在国内外的商品化激光波面干涉仪中，主要采用时间移相和波长调谐移相两种方法。在移相过程中，采集的干涉场可以得到若干幅移相干涉条纹图。设每一步的干涉图可以表示为Ij (χ, y) = A (x, y) +B (χ, y) cos (2)式中C^.即为由引入的附加相位移动量。如在一个周期内等间隔采样J步，可得到J组光强值，则相移移动量a j可以表示为a j = 2 Ji (j-1)/J j = 1，· · ·，J (3)这时，相位φ可由下式解出权利要求1.，其特征在于实现步骤如下(1)确定基本的相移算法根据干涉仪相移步数J及步长α确定基本的相移算法，所述相移算法包括三步算法、 四步算法、五步算法；(2)从干涉仪提取得到J步相移干涉条纹图，所述干涉图条纹图的光强分布为2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述移相干涉条纹图可以是时间移相得到的移相干涉条纹图，也可以是波长调谐移相得到的移相干涉条纹图。全文摘要本专利技术涉及。相位测量误差具有正弦性周期性分布，而三角函数每相隔π时，其幅值正负相反，即误差分布反相。这样，可对基础算法进行扩展，将多组测量中的反正切公式中分子、分母分别进行叠加平均，利用误差相位分布反相相互抵消来减小误差。在此思想下，可递推推导出多种适合不同情况的平均补偿算法。该算法尤其是对相移误差不敏感，能显著地提高相位测量精度。文档编号G01B9/02GK102425988SQ20111037037公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月20日 优先权日2011年11月20日专利技术者万勇建, 侯溪, 吴永前, 吴高峰, 范斌, 赵文川 申请人:中国科学院光电技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文川，吴永前，吴高峰，侯溪，万勇建，范斌，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：