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相位掩模空间载波干涉图的处理精度直接影响着动态干涉仪的性能。根据相位掩模的特点,提出了一种基于傅里叶分析的相位掩模空间载波干涉图的处理方法。该方法将采集得到的全分辨率干涉图进行像素空间重组得到一幅线性空间载波干涉图,然后采用傅里叶变换提取相位,最后再通过像素空间重组得到全分辨率的相位信息。实验结果表明,四步相移算法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.7467λ和0.0348λ,而傅里叶分析法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.2989λ和0.0088λ,因此傅里叶分析法的精度高于四步相移算法。
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书书书
第
31
卷
第
5
期
光
学
学
报
Vol.31
,
No.5
2011
年
5
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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,
2011
相位掩模空间载波干涉图的傅里叶分析
徐建程
1
杜雅薇
2
许
乔
2
彭保进
1
吴跟柱
1
1
浙江师范大学信息光学研究所,浙江 金华
321004
2
成都精密光学工程研究中心,四川 成都
( )
610041
摘要
相位掩模空间载波干涉图的处理精度直接影响着动态干涉仪的性能。根据 相位掩 模的 特点,提 出了 一种基
于傅里叶分析的相位掩模空间载波干涉图的处理方法
。该 方法 将 采集 得到 的 全分 辨率 干 涉图 进行 像 素空 间重 组
得到一幅线性空间载波干涉图,然后采用傅里叶变换提 取相 位,最 后再 通过 像 素空 间重 组 得到 全分 辨 率的 相位 信
息。实验结果表明,四步相移算法相位误差的峰谷值和均方根值分别为
0.7467
λ
和
0.0348
λ
,而 傅里 叶分析 法相 位
误差的峰谷值和均方根值分别为
0.2989
λ
和
0.0088
λ
,因此傅里叶分析法的精度高于四步相移算法。
关键词
测量;条纹分析;相位掩模;空间载波相移;傅里叶分析
中图分类号
O436
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
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狊犻狊
犗犆犐犛犮狅犱犲狊
120.3180
;
120.2650
;
120.5050
收稿日期:
20100920
;收到修改稿日期:
20110106
基金项目:浙江省自然科学基金(
Y1110125
,
Y1100041
)资助课题。
作者简介:徐建程(
1981
—),男,博士,讲师,主要从事信息光学和精密光学检测等方面的研究。
Email
:
xu
j
ianchen
g
@
z
j
nu.cn
1
引
言
时域相移干 涉 测量(
PSI
)
[
1
]
因为测量 精 度高在
光学检测中得到广 泛的应用,但它至少 需 要三幅干
涉图,受环境振动影响大,所以不适合动态测量。傅
里叶分析 法
[
2
]
只需要一幅 空间载波干 涉图、适 合动
态测量
,但测量精度 相 对较低且 不 能判断被 测 相位
的正负
。而空间载 波 相 移 法 (
SCPS
)
[
3
]
结 合 了 时 域
相移干涉测量法和 傅里叶分 析 法的优点,即通过处
理单幅空间 载 波 干 涉 图 近 似 达 到 时 域 相 移 法 的 精
度
。目前实现空间相 移的方法 主 要有两种:
1
)通过
倾斜 参考镜引入 一个适当的 空间载频量
[
4
]
,使相邻
像素点间的 位 相差为
π
/
2
,但 是 通常很难 使 空间载
频严格等于理论值。
2
)利用偏振分光器件在同一个
CCD
上得到四幅相移
π
/
2
的干涉图
[
5
~
7
]
,如美国
4D
公司研制的基于相位掩模的动态干涉仪
[
7
]
。该系列
干涉仪在同一个
CCD
上产生四 幅 相移
π
/
2
的干涉
图,然后利 用 传 统 的 四 步 相 移 算 法 求 得 被 测 相 位。
这种计算方法是假设相邻像素间的相移值是恒定的
05120041
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