高精度二维相位提取：虚光栅移相莫尔条纹法

"二维虚光栅移相莫尔条纹相位提取算法" 本文主要探讨了在二维干涉图相位提取领域的一种创新性方法——二维虚光栅移相莫尔条纹法。传统的相位提取算法，如傅里叶变换法，虽然广泛应用，但其对噪声的敏感性是一个显著的缺点。相比之下，虚光栅移相莫尔条纹法在提高相位提取精度的同时，表现出更好的抗噪性能。 虚光栅移相莫尔条纹法是基于一维干涉图的概念，但将其扩展到二维空间，以适应二维干涉图的相位提取需求。这种方法的核心在于构造一个具有特定相移量的二维虚拟光栅，通过这个光栅来实现相位信息的解码。由于光栅的相移特性，可以更精确地分析干涉图中的相位变化，从而提高相位提取的准确度。 在对相同二维干涉图的仿真对比研究中，当图像无噪声时，傅里叶变换法和二维虚光栅移相莫尔条纹法的相对重构误差分别为5.52%和3.46%，显示出后者在精度上的优势。而在包含噪声的条件下，随着噪声水平的增加，二维虚光栅移相莫尔条纹法的抗噪能力优于傅里叶变换法，这使得它在实际应用中更具可靠性。 实验部分，该方法被应用于二维横向剪切干涉仪的零位校准装置采集的二维干涉图处理中。实验结果显示，傅里叶变换法与二维虚光栅移相莫尔条纹法获得的测量结果均方根值分别为0.0053 λ 和0.0037 λ，其中λ = 632.8 nm，进一步证明了新方法在降低测量误差方面的优秀性能。 关键词涉及到“测量”，“相位提取”，“莫尔条纹”和“二维干涉图”，表明该研究集中在光学测量技术，尤其是利用莫尔条纹原理进行高精度相位提取，这对于光学干涉测量技术的发展具有重要意义。文章的中图分类号O436.1和文献标识码A表明这是一篇关于光学领域的学术论文，doi:10.3788/CJL201542.0208004是该研究的唯一标识符，便于后续引用和检索。 二维虚光栅移相莫尔条纹法提供了一种新的、有效的手段来处理和解析二维干涉图，特别是在噪声环境下的相位提取，对于提升光学测量的精度和稳定性具有重大价值。这种技术的应用将有助于推动精密光学仪器和系统的改进，尤其是在质量控制、材料特性分析和精密定位等领域。