使用FFT技术精确测量干涉条纹间距

"应用FFT方法检测干涉条纹间距 (1986年)，通过快速傅里叶变换技术，实现对干涉条纹间距的精确测量，有效消除散斑噪声，提高测量速度并实现实时观测。该方法在激光全息干涉和散斑干涉计量中具有重要应用价值，特别适用于位移、弯曲、应变和振动测量。" 本文详细介绍了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的干涉条纹间距检测方法。在激光全息干涉和散斑干涉测量技术中，干涉条纹间距的准确测量是获取物体形变信息的关键。传统的测量方法可能会受到散斑噪声的影响，而FFT方法则能有效克服这一问题，提供快速、实时的测量结果。 首先，文章阐述了散斑干涉的基本原理。当激光照射到经过二次曝光的散斑图上时，会在观察屏上形成等间距的干涉条纹，这些条纹的间距与物体形变位移成反比。公式(1)和(2)展示了物点位移与条纹间距的关系，其中M是成像放大率，s是条纹间距，d是物点位移，L是散斑图与屏的距离，λ是激光波长。空间频率r与条纹间距s及光电转换元件的扫描速度v之间有直接关系（公式3）。 实验部分，文章提到了实验装置的构成，通过库利-托马斯干涉仪等设备，将光源（如激光）照射到物体上，形成散斑图，再通过光电探测器捕获干涉图像，随后进行FFT处理。FFT能够将时域信号转化为频域信号，从而提取出空间频率r，进而计算出物体的位移量。 在误差分析方面，文章可能探讨了FFT处理过程中的误差来源，包括采样频率的选择、数据窗口化处理的影响以及噪声对结果的干扰等。此外，还可能讨论了如何优化这些因素以提高测量精度。 这项工作为干涉计量提供了新的技术手段，提高了测量效率和准确性，尤其在动态监测领域有着重要的实用价值。通过FFT方法，不仅能够实现实时的位移测量，还能减少因散斑噪声引起的误差，对于工程和技术领域的发展具有积极的推动作用。