4。1 实验结果 18

4。2 误差分析 21

5 总结与展望 32

5。1 总结 32

5。2 展望 33

结    论 34

致    谢 35

参考文献 36

1绪论

1。1 研究背景及研究意义

便携式激光干涉仪广泛应用于光学车间的在线测量，其结构为立式倒置，整机结构紧凑、体积小。由于仪器采用切换按钮转换对点状态和测试状态，使得仪器在测量时易于调整，且重复性相当好，能有效地抑制振动的影响，故适合于在加工现场使用。论文网

目前此类干涉仪均采用目视方法定性或半定量判读干涉条纹或其序号来获取有用的信息。由于多种因素，特别是条纹判读准确度的限制，测量不确定度只能做到λ/10～λ/20（峰谷值偏差）[1]。为提高效率及检测精度、准确度，机器检验代替人工判读显得尤为必要。

移相干涉术（PSI）[2]是一项非接触、高精度的全场测试技术。其基本原理是在干涉仪的两相干光之间引入有序的位移，当参考光强（或者相位）发生变化的时候，干涉条纹的位置也随之移动。

移相技术的实现方法可以分为两类[3]：硬件移相和波长移相。硬件移相的代表是以压电陶瓷堆（PZT）作移相器，该技术最为成熟，且运用也最广泛。但在运用过程中，由于机械应力，容易引起非线性误差，从而影响整体的检测精度。波长移相则是以激光器作光源和移相器，通过改变半导体激光器的输出波长可以实现移相，这就避免了硬件移相产生的非线性误差。因此，波长移相不仅可以简化干涉仪的机械结构，而且能保障大尺寸干涉仪的精度。

课题所用的便携式激光干涉仪正是采用电流调谐实现波长移相，结合激光光源、计算机系统以及电子技术，能通过高分辨率的光电探测系统快速地获取多幅相位变化的干涉图。

为快速解出相位，检测元件面形，车间检测时无法严格满足传统的移相算法要求，即各帧移相干涉图之间移相量已知的情况下求解相位。随机移相算法能有效的解决这一问题。随机移相算法是在背景、调制度、相位、移相量都未知的情况下，从干涉图中同时求解出相位和移相量。在这种方法中，不关心移相量的具体数值，不需要精确地控制移相，完美切合在线检测的要求，故本课题致力于随机移相算法的探究与仿真。文献综述

1。2 国内外的研究现状

1。3 主要研究内容

为了检测元件面形，从随机移相干涉图中恢复波前分布，本论文利用便携式激光干涉仪系统，对被检元件进行面形检验。半导体激光器经电流调制，改变光源波长，用以实现移相，并采集非等间隔移相的干涉图。编写正交分量分析算法对不等间隔移相的干涉图集进行处理，恢复三维波前分布，并对实验结果及误差进行了分析。

各章具体内容为：

第1章：绪论

介绍了便携式激光干涉仪随机移相算法的研究背景及研究意义、研究现状，并总结了本课题的主要研究内容。

第2章：便携式激光干涉仪系统

介绍了便携式激光干涉仪的光路及调整原理，并给出波长移相的数学分析。