无需滤波的快速调频条纹分析算法

"本文介绍了一种新的调频条纹分析算法，该算法无需滤波处理，与传统的傅里叶技术相比，具有省时、快速和实时位相测量的优势。该方法适用于位相测量的实时性和高精度需求。" 调频条纹分析是一种在光学干涉测量中常用的技术，尤其在精密光学、材料科学以及工程检测等领域有广泛应用。传统的方法往往依赖于傅里叶变换技术，但这种方法在处理大数据量时计算复杂，且难以实现快速实时的位相测量。1972年，Ichiokawa等人首次提出调频条纹的概念，通过引入变化幅度大的线性因子，提高了位相测量的精度。然而，这些方法通常需要复杂的滤波处理，这限制了它们在实时系统中的应用。 本文作者——母国光、梁俊忠、王君庆和方志良来自南开大学现代光学研究所，他们提出了一种创新的调频条纹分析算法，该算法避开了滤波处理步骤，显著减少了计算量，因此能够实现快速、实时的位相测量。这个算法的核心在于利用调频条纹的特性来确定极值位置，然后通过预处理消除引入的线性位相因子，从而准确地获取待测位相。 调频条纹的照度分布可以用一个包含调频因子的函数表示，该函数通常表现为近似的正弦分布。通过分析调频条纹与参考条纹之间的差异，可以解耦出位相信息。由于在局部区域，调频因子和幅度可以视为常数，这简化了分析过程，使得在计算上更加高效。 该算法的优势在于其简洁性和实时性，不仅降低了计算复杂度，还提升了测量速度，这对于需要实时反馈和高精度控制的系统来说尤其重要。例如，在光学干涉仪、激光雷达以及精密机械工程中，这种新的调频条纹分析算法可能带来显著的性能提升。 这项工作为位相测量提供了一种新的思路，通过改进调频条纹分析技术，优化了实时测量的效率，有望在未来的光学测量和相关领域中发挥重要作用。