4。1 移相获得干涉图 24
4。2 复原待测面 24
4。3 另两种仿真 26
4。4 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 引言
双波长移相干涉是在双波长全息干涉与移相干涉有机联合的基础上发展起来的。与单波长移相干涉相比,双波长移相干涉在很多方面有着无可替代的优越性,在确保测试精度不输于单波长移相干涉的前提下克服了单波长移相干涉测量范围小的缺点。而在与双波长全息干涉相比较时,由于光学系统设计的不同,双波长移相干涉技术无需制作全息片也无需重复定位全息图,也就避免了环境不同干扰测量结果,减少了误差。论文网
1。1 研究背景
干涉测试技术中发展最早也是最广泛使用的一类,是利用可见光作为干涉光光源的,例如迈克尓逊测星干涉仪对恒星角直径的测量即为干涉测试技术的早期的实际应用。但在发展初期,如何得到稳定的相干光源一直都是一个限制光学测量发展的重要原因。直到二十世纪六十年代,激光的产生、计算机等数字集成电路采集和处理干涉系统所获得信息的能力的提高、单模光纤的投入使用等成果的进步在加大了测试的有效光程的同时仍然能够保持不高的噪声,光学干涉测试技术进入了一个发展的黄金期。计算机技术的日趋成熟使得人们不需要再去观察干涉仪产生的干涉条纹,而可以直接对相干光的相位差进行测量然后进行后续计算。通过探测器阵列(CCD)的使用,人们能够简单迅速地采集干涉图,使干涉图被数字化,在计算机中可通过使用原理和实现方式多种多样的各种波面求解算法,重构出干涉图样中所含的相位信息。高速度高精度高自主性的实时检测从而得以实现。
现代光学干涉测试技术由于其具有精度高、无需贴近待测件、测量没有损耗等优点,被广泛的应用于光学测量中。此技术主要应用于光学元器件表面形貌的检测、光学材料特性参数的推定以及光学系统性能的测试中。特别的,在重大科学工程如大型天文望远镜光学系统或是极大规模集成电路制造装备中,光干涉测试技术也起到了举足轻重的作用,实现了这些工程中对光学元件的表面形貌检测,具有很高的精度,具体应用有美国的国家点火装置以及我国的神光装置等。而这些重要的科学工程的不断成功和创新也促使如今干涉测试技术的不断突破创新以及发展。
随着激光、电子、计算机等技术的飞速发展,光干涉测试技术也进入了新的篇章,相移技术的引入、应用和发展,使得干涉测试技术的有了更高程度的精准度和自动化程度。移相干涉测试技术的原理是:通过使用相移器件,在参考光路中引入数个一定大小的相位改变量,使参考光路与测试光路有了相位差,实现相位的调制,利用CCD采集一系列摩尔条纹干涉图,然后经过移相干涉相位提取算法计算和相位解包裹等步骤,就能够精准地通过计算得到干涉图中所含的待测面面形信息。
现今,被大规模运用于商业领域的移相干涉仪仍然是传统的单波长移相干涉仪,它有很多优点,如:测量精度高、测量重复性好等。然而,因为它的测量值域是由光源的波长所限制的,当待测面有着大面形偏差的表面形貌时,单波长移相干涉仪就会遇到2π模糊的问题,因此,当探测器不能够达到较高的精度要求时,单波长移相干涉仪就难以进行正常的干涉图的采样以及后续计算。