正弦相位调制光栅干涉法：高精度测量振动物体二维面形

正弦相位调制的光栅干涉法是一种创新的光学测量技术，用于精确测量振动物体的面形。该方法在2009年的论文中详细阐述，由南昌大学的赖秀娟、马力等人提出。论文的核心内容围绕利用光栅干涉仪，通过正弦相位调制来捕捉振动物体引起的相位变化，这些变化以干涉条纹的形式出现。通过傅里叶变换对这些条纹进行解析，能够重构出振动物体的二维表面形态。 这种方法具有显著的优点，首先，它提供了较高的测量精度，对于科学研究和工程应用中的表面形貌测量有着重要的价值。其次，与传统的相移干涉测量技术相比，它简化了实验装置的要求，并且减少了复杂的数值计算，使得测量过程更为便捷。然而，尽管一维动态测量较为常见，但这种光栅干涉法的独特之处在于它能够处理二维表面的测量，这对于微纳级别的表面形貌研究尤为关键。 论文指出，虽然之前的研究已经涉及到多种振动测量技术，如多波段偏振法、光栅偏振相移法等，但它们通常需要特定的设备配置和复杂的处理步骤。相比之下，正弦相位调制光栅干涉法更易于操作，尤其适用于十微米数量级的表面形貌测量，这是其他方法难以达到的精度。 光栅干涉仪的工作原理涉及半导体激光器发出的激光经过准直透镜L0的聚焦，然后通过光栅G1产生衍射。这个过程会因振动物体表面的反射而改变光的相位，形成的衍射条纹会在透镜L1和L2之间的共同焦点上显现。为了进一步分析这些信息，论文提出采用光阑来筛选和聚焦有用的干涉图案，然后通过傅里叶变换来提取振动物体表面的相位信息。 总结来说，这项研究为振动测量领域提供了一种新颖且高效的工具，尤其是在微纳尺度表面形貌分析方面，具有广阔的应用前景。这不仅提升了测量的精度，也简化了实验流程，对科研人员和工程师来说，是一个值得深入探讨和实践的重要成果。