白光相移干涉术在三维表面形貌测量中的应用研究

"该文是首发论文，主要探讨基于白光三维表面形貌测量的研究，作者为刘泊、张琳和邢计元，来自哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院。文章深入研究了白光相移干涉术中的相位提取算法，并设计了相应的图像处理软件，用于零件表面三维形貌的高精度检测。" 在现代工业制造中，零件表面的三维形貌测量扮演着至关重要的角色。通过对微观表面形貌的精确测量，可以获取物体表面的形态特征，这对于质量控制、工艺优化以及新材料的研发都有着深远的影响。本文首先强调了这项研究的重要性，指出表面形貌的分析能够提取出关键的形貌参数和信息，为综合评价提供依据。 在形貌测量方法的探讨中，作者列举了几种常见的技术，包括机械探针式、光学探针式、扫描探针显微镜以及相位干涉测量方法。其中，相位干涉测量方法因其高空间分辨率和相对较低的成本而受到关注。特别是相移干涉术，通过结合干涉技术和相移技术，能够实现对被测表面高度分布的精确计算。 文章的核心内容集中在白光相移干涉术上。该技术利用压电陶瓷驱动参考板移动，改变参考光与测量光之间的相位差，通过CCD捕捉干涉图像并计算各点相位，进而得到表面高度信息。在实际操作中，首先利用干涉显微镜获取条纹图像，然后通过压电晶体驱动的参考镜振动获取多幅图像，解调出高度信息。经过图像滤波等后处理，可以得到清晰的表面形貌，并通过数学模型提取粗糙度信息，最终对表面参数进行全面评估。 测量系统包括光学组件、CCD摄像头、图像采集卡、计算机和压电陶瓷驱动电路。图1展示了这一测量原理的简化示意图，揭示了整个测量流程的关键组成部分。 这篇研究论文详细阐述了基于白光三维表面形貌测量的技术原理、实施步骤以及潜在的应用前景，对于推动相关领域的科技进步具有积极的贡献。未来的研究可能将进一步优化相位提取算法，提高测量精度，以及探索更高效的数据处理方法。