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数字波面干涉技术及其应用研究

本文以数字波面干涉仪为研究对象,在移相干涉术的基础上,研究波面复原技术、光电一体化技术和智能化测试技术。论文创新地提出了波面解包种子算法,该算法是基于区域生长理论的一种改进算法,能较好地抑制噪声的干扰,对边界形状不敏感,可对形状不规则瞳面或含有大量噪声的位相波面进行波面解包;编制了相应的计算机软件,开发的软件建立在Windows平台上,是融PZT标定、干涉图采集、处理、计算、波面图形绘制、数据库管理于一体的集成化软件,软件与国际上同类软件的计算精度相当;深入研究了干涉仪的智能化技术,在保证一定数量采样点的情况下,能测量比仪器最大测试口径小1--15倍的样品;根据变倍过程中干涉图光强的变化,实现进入CCD的光强自动调整,使之工作在线性响应区;根据样品的位置实现物像共轭,以保证采集的干涉图边缘清晰。重点研究了数字式波面干涉仪的应用,定量、实时测量了激光波前质量、激光棒波前畸变、利用波面计算锥体棱镜角度、表面粗糙度等。结果表明本文研究  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用光学》2006年02期
应用光学

移相干涉测量术及其应用

引言随着激光技术、光电探测技术、计算机技术、图像处理技术和精密机械等技术的发展,近代光干涉测量技术已得到长足发展。激光技术的发展,解决了干涉的光源问题,从紫外到红外的不同波段都有相应的激光光源,可研制出适应不同波段测量的干涉仪。光电探测技术的发展,提高了干涉仪测量的空间分辩率和相位分辩率,为干涉仪的数字化提供了手段。自从Buring等人1974年提出移相干涉术PSI(Phase Sh ifting Interferom etry)以来[1],从干涉图中高精度提取相位信息已成为可能。在传统干涉仪上,引入移相干涉技术,把传统光机型的目视干涉仪,改造成数字自动化的测量仪,大大提高了干涉仪的测量精度,扩展了干涉仪的测量功能,为光学元件的高精度加工提供了有效的测量装置。下面结合我们的研究工作,对移相式数字干涉仪研制的关键技术和移相式数字干涉仪在光学元件测量中的应用进行介绍。1移相干涉技术近代光干涉测量技术与传统的光干涉测量技术的本质区别在...  (本文共4页) 阅读全文>>

南京理工大学
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基于干涉法的量块长度测量技术研究

量块是重要的长度实物标准,它将长度单位传递到工业生产的各个环节,在产品质量保证体系中发挥着重大作用,高等级量块的测量与检定多借助于干涉法进行。本文基于光干涉理论,采用高精度的光干涉测试技术,以干涉条纹小数重合方式直接测量量块长度为基本原理,研究了高等级量块长度测量的四种数字化干涉术方法:条纹法、快速傅立叶变换法、相位偏移干涉法和在国内首次提出的虚光栅移相莫尔条纹法;深入研究了干涉测量装置的数字化、智能化技术,研制了一台用于量块长度测量的泰曼格林平面干涉仪,该仪器是光、机、电、算相结合,融硬、软件于一体,实时处理图像数据的智能化装置。重点研究了干涉条纹图像的数字化技术和分析处理算法,创新地提出了条纹法中干涉条纹细化及条纹中心自动提取算法,实现了干涉条纹小数的自动读取;FFT法中量块边缘识别、阴影校正以及基于样本的块重建干涉图区域延拓算法,实现了干涉图的预处理;相移干涉术中波面相位解包的种子算法,实现了干涉图的波面统一;研究了集光栅...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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数字波面干涉仪及其标准化研究

标准化工作在干涉仪的研究和生产过程中有着重要的作用。干涉仪标准是急需解决的工作。论文主要讨论了干涉仪标准的若干问题,研究了目前已有的干涉仪及其标准化状况,分析了计量保证方案对干涉仪标准的指导意义。提出了干涉仪标准和检定规程的框架。以数字波面干涉仪为例,制定了干涉仪的标准和检定规程,并研究了提高干涉仪性能的数据处理方式。  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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近红外大口径波长移相干涉仪关键技术及应用研究

大口径平面光学元件在天文、航天、强激光等领域有着重要且广泛的应用,例如在我国神光Ⅲ高功率固体激光装置的重大项目中使用了大量高精度的大口径平面光学元件,这些光学元件在加工与使用过程中需要能够对其面形和光学均匀性进行高精度检测的近红外大口径干涉仪。针对神光Ⅲ的研制需求,本论文开展了基于波长移相方式的近红外大口径干涉仪的研制工作。尽管波长移相方式比硬件移相方式更适合应用于大口径光学元件的干涉测量中,但波长移相干涉时移相量大小不仅与波长变化量有关,还与干涉腔长有关,且随着腔长增大,对波长分辨率的要求越高。而根据应用需求,某些大口径光学元件需在布儒斯特角或小角度下进行测量,此时,干涉腔长过长,无法实现移相量的准确标定。因此需解决短腔长测量时不同腔长下的移相量标定问题和长腔长测量时的相位计算问题。此外,工作波长近红外、测量孔径Φ600mm,需具备足够的中频段传递能力、能够在测量区域非连通和长腔长下进行测量等条件对干涉仪的相位计算、光学系统设...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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空间载频移相法研究及应用

通过对常用光干涉技术:条纹法、二维傅立叶变换法(FFT)和移相法(PSI)的介绍、分析和比较,引出了在此基础上发展起来的空间载频移相干涉技术(SCPS),它吸收了以上方法的一些优点,是在九十年代出现的一种新的干涉技术,是时域移相技术到空域的转化应用。在文章中,首先结合空间载频技术和移相术对空间载频移相法(SCPS)进行了理论说明论证,重点对用于空间移相的空间载频做了论述;又在理想条件下对不同波面进行了恢复运算,并分析运算中产生误差的来源,提出不同减少运算误差的方法,推出最佳的处理方法同时得到了满意的结果,从而验证在理想条件下的可行性;最后通过处理带有量块信息的实际干涉图,同时结合使用一定的图像处理技术,恢复出量块表面的面形分布及其研合面分布,并提取出量块表面PV值和RMS值,验证了空间载频移相法在实际干涉图处理中的可行性和有效性。  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>