正弦调制光栅干涉法：高精度测量振动物体二维表面形貌

正弦相位调制的光栅干涉法是一种先进的光学测量技术，主要用于高精度的振动物体表面形貌探测。该方法的核心在于利用半导体激光器发出的光线经过准直透镜聚焦，然后通过光栅发生衍射。光栅的密度（P）对光的相位分布有显著影响。当这束光照射到振动物体上并反射回来，衍射条纹会记录下物体表面的微小形变导致的相位变化。 测量过程中，通过选择特定的光阑，仅让光栅的正负一级衍射条纹通过，这些条纹在透镜L之后再次干涉，形成干涉条纹。这些条纹包含了振动物体引起的相位变化信息。关键步骤是对这些干涉条纹进行傅里叶变换，以解调出物体表面的相位分布，进而重构出二维的表面形貌。这种方法的优点在于测量精度高，并且能够处理振动物体的二维特性，这对于微小振幅的测量尤其适用，如十微米数量级的物体。 相比于传统的相移干涉测量方法，如多波段偏振法、基于光栅的偏振相移法和像素相位板等，正弦相位调制干涉法简化了实验装置，减少了对硬件的特殊要求，且在数据处理上更为直接，无需复杂的数值计算。然而，它仍存在局限性，主要适用于数十微米以下的动态测量，对于更小尺度的振动测量可能不适用。 总结来说，正弦相位调制的光栅干涉法提供了一种实用且精确的工具，用于科学研究和工业检测中的振动表面形貌分析，特别是在需要高精度和二维信息的场合。随着技术的发展，未来可能进一步改进和扩展其适用范围，以满足更广泛的测量需求。