基于Zernike拟合的横向剪切干涉剪切量优化分析

"横向剪切干涉技术是一种光学测量方法，常用于波面相位分布的直接测量。由于它不需要高精度的参考平面且能处理大偏离量的表面形貌，故在各种领域中有广泛应用。然而，剪切量的选取通常是基于经验。本文提出了一种基于Zernike多项式拟合的剪切量选择方法，通过仿真和实验揭示了剪切量与测量误差之间的关系，指出剪切量为测量口径的1/10时可获得理想的测量效果。该研究对于提高横向剪切干涉的测量精度具有重要意义。" 横向剪切干涉技术是光学检测领域中的一个重要工具，它利用两束相干光的横向剪切产生的相位差来获取被测物体表面的波面相位分布。这种技术的一大优点在于，它不需要一个与被测表面同样精确的参考平面，这对于那些表面形状复杂或者难以制作精密参考面的情况来说，提供了极大的便利。同时，横向剪切干涉法可以有效地测量出较大偏差的表面形貌，因此在精密光学、半导体制造、材料科学以及生物医学等领域都有广泛的应用。 然而，实际操作中剪切量的选取往往成为影响测量精度的关键因素。传统的做法是依赖于操作者的经验来决定剪切量的大小，这可能导致测量结果的不稳定性。针对这一问题，该论文提出了一个创新性的解决方案，即运用Zernike多项式进行拟合来定量判断剪切量。Zernike多项式是一种在光学中常用的语言，它可以很好地描述和分析光波面的复杂形状，因此用它来拟合干涉图像可以帮助理解并优化剪切过程。 论文通过计算机模拟和实验验证了这种方法的有效性，研究表明，当剪切量选取为测量口径的1/10时，可以获得较高的测量精度和稳定性。这一发现不仅为横向剪切干涉技术提供了一个更科学的剪切量选取依据，而且有望进一步提升该技术在实际应用中的测量准确性和可靠性。 关键词：横向剪切干涉、Zernike多项式拟合、剪切量。这些关键词强调了论文的核心内容，即利用数学模型优化光学测量过程，特别是通过Zernike多项式对剪切量进行量化分析，以提高干涉测量的精度。 中图分类号和文献标志码表明，该研究属于光学测量（O439）和技术光学（TH744）的范畴，具有较高的学术价值和实践指导意义。文章编号和DOI则为后续引用和检索该论文提供了方便。作者刘丙才等人在光学干涉测量和三维轮廓测量方面有深入研究，他们的工作为提高光学检测技术的水平做出了贡献。