书书书
第
31
卷
第
11
期
光
学
学
报
Vol.31
,
No.11
2011
年
11
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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2011
时频域双重分析法抗干扰移相干涉术
王
明
郝
群
朱秋东
胡
摇
(北京理工大学光电学院,北京
100081
)
摘要
针对移相干涉术易受振动、气流等扰动影响的问题,提 出 一 种 时 频 域 双 重 分 析 法 的 抗 干 扰 移 相 干 涉 测 量 方
法
。采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图上各点时序光强进行频谱的宽带滤波提取到干涉图采集过程中
真实的相位变化,对时序的相位变化信息进行线性统计得到各点初始相位的计 算 值。 在 干 涉 图 帧 数 足 够 多 的 情 况
下,线性统计后随机噪声的影响趋于零,环境振动等非随 机 性 扰 动 的 影 响 被 归 结 为 一 个 与 像 素 坐 标 无 关 的 值 从 而
不影响波面形状
,因此不影响面形测量精度。通过仿真实验验证了该方法的可行性。将该方法应用在普通实验室
条件下的机械式移相干涉测量系统中进行实际的测量,结果与同一个被测件在
FISBA
干涉仪中的测量结果很好地
吻合,验证了该方法的抗干扰能力。
关键词
测量;移相干涉术;抗扰动;时频域双重分析方法
中图分类号
TH741
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛201131.1112005
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120.3180
;
120.4800
;
120.5050
;
120.6650
收稿日期:
20110412
;收到修改稿日期:
20110610
基金项目:国家自然科学基金(
60578053
)资助课题。
作者简介:王
明(
1983
—),男,博士研究生,主要从事光学精密测量及光学设计等方面的研究。
Email
:
wan
g
0425
@
g
mail.com
导师简介:郝
群(
1968
—),女,博士,教授,主要从事光学精密测量及光电仪器等方面的研究。
Email
:
q
hao
@
bit.edu.cn
1
引
言
移相干涉测量技术在光学元件尤其是大口径光
学元件的测量中得到了广泛应用。其原理是在干涉
仪的两相干光程间 引 入有 序 的相 移,过程 中 对干 涉
图采样,根据光强的变 化 采用 四 步法 等 算法 计 算出
相位分布。早期的移相干涉仪以压电陶瓷机械式移
相为代表
[
1
]
,对环 境 振动 很 敏感。国际 上 陆 续 出 现
了多种抗振的算法
[
2
~
5
]
,均取得了一定成效,但普遍
只对小振幅的振动有效。
同步移相干涉测量方法
[
6
]
克服了环境振动的影
响,但分 光 路 各
CCD
空 间 一 致 性 的 调 整 非 常 困
难
[
7
]
。
Millerd
等
[
8
,
9
]
发 明 的 新 型 技 术 避 免 了 这 个
问题,随后
W
y
ant
[
10
]
又将这种方法在菲佐干涉仪 中
加以发展。这类方法在抗振动的同时降低了空间分
11120051