⑶ 编写相应算法程序,并进行仿真。
⑷ 运用所编程序,对实际干涉图进行分析处理。
2 移相干涉技术
2.1 移相干涉技术基本原理
早在20世纪60年代就有人提出了移相测量技术的基本思想,由于当时技术水平以及仪器设备的限制,这种技术没有得到进一步发展。直到1974年Bruning等人提出移相干涉技术[16],把电学理论中同步相位探测技术引入到光学干涉技术中,标志着干涉测量技术的重大发展。源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/
移相干涉技术的基本原理是在两束干涉光束之间引入等间隔的阶梯式位移,使得参考光程发生几分之一波长量级的变化,得到干涉场发生变化的干涉图。其间利用光电探测器件采集多幅干涉图并将光强值经数字化处理后存入计算机存储器,经过一定的算法后,即可求得波面的相位分布,进而可以求得波面的面型[17][18]。通过采集多幅干涉图,可以抑制干涉场中固有噪声的影响,并且可以消除面阵探测器灵敏度分布不均匀的误差。结合现在计算机技术,激光技术,光机电一体化技术,现代移相干涉技术提供了一种高精度,自动化,快捷的干涉测量方法[19]。
移相干涉技术的重点主要集中在以下两个方面[20]。一是消除实际测量中移相误差,提高移相精度。常见移相方法有压电晶体移相法[21]、偏振移相法[22]、光栅衍射移相法等。其中最常用的是压电晶体移相法,其中压电陶瓷片(PZT),其伸长变形方向与电场方向平行,其微位移线性好、转化效率大、性能稳定,被广泛应用于大中型移相干涉仪。除此之外,随着激光技术和半导体激光器发展,使得通过改变激光波长来改变两相干光束之间光程成为可能,通过这种方法也可以实现移相。波长移相干涉技术也被发展,通过改变输出激光的波长来实现干涉信号的移相,光源一般采用可调半导体激光器,在移相中不需要移动任何大的部件。
二是找到一种有效的相位检测算法,能够方便快捷的求出被测波面相位信息。经典的方法有四步法[23],在移相器移相量理想情况下,该方法可以消除干涉场中固定噪声和面阵探测器灵敏度分布不均匀误差;后针对移相器移相误差,又陆续提出了四步平均法、Carre平均法、重叠四步平均算法等。