目   次

1  绪论 1

1．1  白光扫描干涉测试算法研究的背景及意义 1

1．2  白光扫描干涉测试技术的发展现状及应用 1

1．3  课题研究的主要内容和论文的内容安排 3

1．4  本章小结 4

2  白光扫描干涉测试法 5

2．1  传统单色光干涉测试法 5

2．2  白光扫描干涉测试法的原理 5

2．3  白光扫描干涉测试法的测量流程 6

2．4  白光扫描干涉测试系统 7

2．5  本章小结 12

3  白光扫描干涉测试算法概述 13

3．1  白光扫描干涉测试空域算法 13

3．2  白光扫描干涉测试频域算法 14

3．3  白光扫描干涉测试白光相移干涉算法 15

3．4  白光扫描干涉测试算法的分析比较 17

3．5  本章小结 17

4  空间频域算法和五步法 19

4．1  空间频域算法的基本原理 19

4．2  空间频域算法原理具体分析 20

4．3  空间频域算法的改进 22

4．4  五步法 24

4．5  本章小结 26

5  空间频域算法的实现 27

5．1  FFT变换 28

5．2  求解相位斜率 29

5．3  相位解包 29

5．4  消除 的相位级次不确定性 32

5．5  实际白光干涉信号的处理结果 33

5．6  本章小结 39

6  全文总结及展望 40

6．1  本文所做的工作 40

6．2  下一步工作展望 40

结论 42

致谢 43

参考文献 44

1  绪论

1．1  白光扫描干涉测试算法研究的背景及意义

干涉仪在当今的干涉测试领域中具有广泛和重要的应用价值，它是基于光的干涉原理，测定光程差或者其他参量的光学仪器。目前在测试面形方面，主要使用的是激光作光源的干涉仪。干涉仪选择激光作为光源主要的原因是：激光具有良好的相干性，即具有较长的相干长度，而且激光的发散角较小，从而易于获得干涉条纹。但是激光干涉仪有其相应的缺点：利用激光作光源时，杂散光和光学元件的表面反射光干涉会产生不正确的干涉条纹信息，直接影响最终测量结果的精度[1]。而且对于传统的激光干涉仪，激光作为光源的单色光干涉测试中，还存在着条纹级次不确定的问题，不连续高度变化或表面粗糙度会导致干涉相位模糊,从而很难进行解释。因为相位模糊的存在，激光干涉仪的应用限制于连续结构或者表面光滑的情况。