抑制移相干涉仪中相干噪声的多模光纤扩展光源研究.docx

摘要激光干涉仪是一种精密测量设备，常用于检测物体表面的微小形变、位移以及光学表面的质量。然而，由于光学元件的不完美，如瑕疵、气泡或污染，会在干涉图中产生一种称为“牛眼环”的相干噪声，这会降低测量精度。为了解决这一问题，本研究提出了一种基于多模光纤扩展光源的相干噪声抑制策略。 该方法的核心是利用多模光纤作为光源，其目的是通过扩展光源来减少相干噪声的影响。多模光纤能传输多个光模式，使得入射光的相干性降低，从而有效地抑制由单模光纤引起的相干噪声。为了优化光源性能，研究者选择最优的多模光纤纤芯直径，以保证干涉条纹的对比度最大化。合适的纤芯直径范围在0.52到1.70毫米之间，这能够确保在特定的干涉仪条件下（直径300毫米，腔长500毫米，相机曝光时间5毫秒）获得的干涉条纹对比度高于0.75。 此外，研究中还采用了复合散斑抑制技术，结合多模光纤和旋转毛玻璃来降低散斑对比度。散斑是由于多模光纤中不同模式间的干涉造成的，这种干涉会导致图像质量下降。通过这种方法，可以显著抑制由模式干涉产生的散斑噪声，使得干涉仪最终成像的散斑对比度保持在0.04左右，最低可降至0.044。 实验结果显示，多模光纤扩展光源不仅成功地抑制了相干噪声，而且提高了光源的均匀性，使得干涉仪的成像背景更加一致。这进一步提升了干涉仪的测量质量和稳定性，对于需要高精度测量的领域，如航空航天、精密制造和光学元件检测，具有重要的实际应用价值。 这项研究提供了一种有效的方案来改善激光干涉仪的性能，通过抑制相干噪声和散斑，增强了干涉仪的测量准确性和可靠性。采用多模光纤扩展光源与散斑抑制技术相结合的方法，能够在一定程度上克服光学元件缺陷带来的负面影响，从而提高激光干涉仪的测量精度和稳定性。这一创新对于未来的精密测量技术发展具有积极的推动作用。