基于随机快轴方位角延迟阵列的动态干涉测量方法技术

技术编号:9764347 阅读:157 留言:0更新日期:2014-03-15 05:22
本发明专利技术公开了一种基于随机快轴方位角延迟阵列的动态干涉测量方法。步骤如下:采用延迟阵列作为动态干涉系统的移相器件,所述延迟阵列包含4个子波片且各子波片分别为λ/4片、λ/2片、3λ/4片、λ片,延迟阵列后方设置透振方向与水平方向夹角为45°的偏振片;在动态干涉仪测试臂中放置标准平面镜,通过CCD采集得到4个线性载频移相干涉图;对每个线性载频移相干涉图进行傅里叶变换,标定延迟阵列各子波片快轴方位角;在动态干涉仪的测试臂中放入待测件,调节待测件的倾斜俯仰及轴向离焦,得到同步移相干涉图;根据标定的各子波片快轴方位角和同步移相干涉图,处理得到待测件的相位分布。该方法快捷简单,适用于采用分光方案的动态干涉仪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光干涉计量领域,特别是一种。
技术介绍
光干涉是检测高精度光学元件和系统最有效的手段之一,随着光电探测技术、精密机械、计算机技术等技术的进步,近代光干涉测量技术已经得到了长足的发展。随着移相干涉术的提出,实现了高精度、实时快速、多参数、自动化测试,大大提升了干涉仪的测量精度,促进了现代光学制造水平的提高。然而,移相干涉对环境特别敏感,环境振动和空气扰动会严重影响测量结果,因此,大多数干涉测试工作都是在实验室光学隔振平台上进行。然而目前越来越多的场合需要在线检测、校准大中型光学元件或光学系统。这种情况下,传统移相干涉测量精度将受到环境振动、空气扰动等因素的影响,严重时甚至导致测量失败。动态干涉系统能够在同一时刻、不同的空间位置获得多幅移相干涉图,能够有效地避免振动、空气扰动等时变误差因素的影响。目前的动态干涉系统采用的空间移相方案主要有1/4波片与偏振片组组成空间移相器、1/4波片与微偏振阵列组成空间移相器、微延迟阵列与偏振片组成空间移相器。现有的方案对偏振片的透光轴以及波片的快轴方位角精度要求较高,因此大多数同步移相干涉系统均需要对这两类偏振元件的光轴方位角进行精确校准。现有的偏振元件校准方法都是在测量之前依靠其它的辅助实验条件对光轴方位角进行校准,对单一的偏振片和波片而言比较容易实现。动态干涉系统中由于对偏振元件的集成要求较高,同时在一个系统中校准多个偏振兀器件的难度较大,此外,微偏振阵列以及微延迟阵列的制造难度较大,成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种,利用随机快轴方位角延迟阵列作为空间移相器,在动态干涉系统中对偏振元件进行精确校准。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种,包括以下步骤:步骤1,采用延迟阵列作为动态干涉系统的移相器件,所述延迟阵列包含4个子波片且各子波片分别为λ/4片、λ/2片、3 λ/4片、λ片,延迟阵列后方设置偏振片,该偏振片的透振方向与水平方向夹角为45° ;步骤2,在动态干涉仪测试臂中放置标准平面镜,调整标准平面镜的倾斜俯仰使干涉图中的条纹数大于20根,通过CCD采集得到4个线性载频移相干涉图;步骤3,对每个线性载频移相干涉图进行傅里叶变换,标定延迟阵列各子波片快轴方位角;步骤4,在动态干涉仪的测试臂中放入待测件,调节待测件的倾斜俯仰及轴向离焦,得到同步移相干涉图;步骤5,根据步骤3标定的各子波片快轴方位角和步骤4中的同步移相干涉图,处理得到待测件的相位分布。与现有技术相比,本专利技术的显著优点为:(1)不需要在测量之前对延迟阵列各子波片的快轴方位角进行手动校准,方法快捷简单;(2)没有任何附加的辅助实验硬件,适用于大多数采用分光方案的动态干涉测量系统;(3)具有精确、可靠的优点。【附图说明】图1是本专利技术的原理图。图2是本专利技术通过CXD采集得到的线性载频同步移相干涉图。图3是图2中线性载频干涉图对应的频谱图,其中分别对应于(a) λ/4波片、(b)λ/2波片、(c) 3 λ/4波片、(d) λ波片。图4是本专利技术测试所得同步移相干涉图。图5是本专利技术测量方法得到的相位分布图。图6传统四步移相法得到的相位分布图。【具体实施方式】下面结合附图及具体实施例对本专利技术作出进一步详细说明。结合图1,本专利技术基于随机快轴方位角延迟阵列的动态干涉测量系统,采用延迟阵列作为动态干涉系统的移相器件,参考光和测试光分别经过延迟阵列的4个象限,再经过偏振片,产生同步移相干涉图,各子干涉图的移相量依次为π/2、π、3 π/2、2 π。本专利技术中偏振片透振方向与水平方向夹角校准为45° (现有方法可以校准),延迟阵列中各子波片快轴方位角为Υ2> 3> Y 4,且Y I为λ/4子波片的快轴方位角、Y2为λ/2子波片的快轴方位角、Y3为3 λ/4子波片的快轴方位角,Y 4为λ子波片的快轴方位角;各子干涉图表达式可表示为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于随机快轴方位角延迟阵列的动态干涉测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采用延迟阵列作为动态干涉系统的移相器件,所述延迟阵列包含4个子波片且各子波片分别为λ/4片、λ/2片、3λ/4片、λ片,延迟阵列后方设置偏振片,该偏振片的透振方向与水平方向夹角为45°;步骤2,在动态干涉仪测试臂中放置标准平面镜,调整标准平面镜的倾斜俯仰使干涉图中的条纹数大于20根,通过CCD采集得到4个线性载频移相干涉图;步骤3,对每个线性载频移相干涉图进行傅里叶变换,标定延迟阵列各子波片快轴方位角;步骤4,在动态干涉仪的测试臂中放入待测件,调节待测件的倾斜俯仰及轴向离焦,得到同步移相干涉图;步骤5,根据步骤3标定的各子波片快轴方位角和步骤4中的同步移相干涉图,处理得到待测件的相位分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于随机快轴方位角延迟阵列的动态干涉测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,采用延迟阵列作为动态干涉系统的移相器件,所述延迟阵列包含4个子波片且各子波片分别为λ/4片、λ/2片、3 λ/4片、λ片,延迟阵列后方设置偏振片,该偏振片的透振方向与水平方向夹角为45° ; 步骤2,在动态干涉仪测试臂中放置标准平面镜,调整标准平面镜的倾斜俯仰使干涉图中的条纹数大于20根,通过CCD采集得到4个线性载频移相干涉图; 步骤3,对每个线性载频移相干涉图进行傅里叶变换,标定延迟阵列各子波片快轴方位角; 步骤4,在动态干涉仪的测试臂中放入待测件,调节待测件的倾斜俯仰及轴向离焦,得到同步移相干涉图; 步骤5,根据步...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈磊李金鹏郑东晖周舒宋乐郑权
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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