激光器稳定性对相移算法相位提取精度影响分析

"该文研究了激光器不稳定对多步相移算法相位提取精度的影响。通过对5、6、7、13步相移算法进行仿真分析，发现激光器的波长不稳定和光强不稳定都会引入检测误差。尽管步数越多的算法在激光器不稳定性下的误差相对较小，但各种算法对这种误差的抑制效果并不显著。" 在光学干涉测量中，移相干涉技术是一种常用的方法，用于精确地测量物体表面的微小形状变化和相位信息。相移算法是移相干涉测量的核心，通过获取不同相位偏移的干涉图像来恢复被测相位。本文特别关注了激光器的稳定性和其对多步相移算法精度的影响。 激光器的稳定性是干涉测量中一个至关重要的因素。激光器的波长不稳定会导致干涉条纹的周期发生变化，而光强不稳定性则会改变干涉信号的强度比例，两者都会影响相位提取的准确性。文章选取了5、6、7、13步相移算法作为研究对象，这些算法基于不同的相位采样方式，理论上，步数越多，相位分辨率越高，但实际应用中，它们对激光器不稳定的敏感度也有所不同。 仿真结果显示，无论哪种算法，激光器波长的不稳定性都会引入随机误差，导致相位测量的不确定性增加。同样，光强的波动也会带来类似的问题。在多次测量平均后，步数较多的相移算法（如13步）能稍微减少由激光器不稳定引入的误差，但这并不意味着它们能有效抑制这些误差，因为不同步数的算法之间的误差差异并不显著。 因此，对于高精度的干涉测量系统，确保激光器的稳定性和优化相移算法以减少光源不稳定性的影响是必要的。尽管可以通过增加测量次数和数据平均来部分抵消激光器不稳定性的影响，但更根本的解决方案可能包括采用更稳定的激光源或开发新的抗干扰算法。 关键词：移相干涉测量、相移算法、激光器不稳定、相位提取、误差分析 这篇文章的贡献在于揭示了激光器不稳定性对相位测量精度的实际影响，为改进干涉测量系统的设计和提高测量精度提供了理论依据。对于从事精密光学测量、激光技术和干涉成像的研究者来说，这一研究结果具有重要的参考价值。