双波长移相干涉术的研究

摘要

移相干涉术是一种高精度的测试技术.传统的单波长移相干涉术存在测量范围小的缺点.双波长技术是扩大移相干涉术测量范围的有效途径.其最大的优点是(1)测试范围大;(2)测试精度高.分析了移相干涉术的几种相移误差不敏感算法和干涉图有效区域的确定,采用迭代重构滤波技术与相位展开相结合的技术处理带有大量噪声的干涉图的相位展开问题.针对移相干涉术中的一个主要误差源—移相器的标定误差,分别采用了两种不同的标定方法,创新地提出了阻尼最小二乘技术在移相器标定中的应用,实验表明,该方法适合移相器的在线精确标定.系统分析了双波长移相干涉算法,并进行了模拟验证.针对其误差放大效应,采用误差补偿技术,使得双波长达到了与单波长同样的测试精度.对每一种算法均采用C++语言编写了实用的程序.搭建了双波长移相干涉术的实验平台,获得了实验数据,达到了预期的效果.结果表明,双波长移相干涉术可作为测试面形误差较大的被测件的一种实用方法.

目录

文摘

英文文摘

0绪论

0.1课题研究背景

0.2本论文的研究重点及创新点

1移相干涉术

1.1移相干涉术的基本原理及其优点

1.2移相算法

1.2.1不同的移相算法及误差分析

1.3有效区域的确定

1.4相位展开技术

1.4.1基于宽度优先搜索的相位展开技术

1.4.2相位展开实例

1.5滤波与相位展开技术的结合运用

1.6本章小结

2移相器的标定及非线性误差的消除

2.1用虚光栅莫尔条纹技术测量移相器位移曲线

2.1.1虚光栅莫尔条纹技术相位测试原理

2.1.2移相器位移曲线测量

2.1.3实验数据

2.2 PZT位移曲线的实时测量

2.2.1 PZT位移测量原理

2.2.2 PZT位移特性曲线测量实验

2.3移相器非线性误差的消除

2.4本章小节

3双波长移相干涉术

3.1双波长全息干涉术(TWH)概况

3.1.1双波长全息干涉术(TWH)的原理和误差放大效应

3.2双波长移相干涉术原理与特点

3.2.1双波长移相干涉术(TWLPSI)原理

3.2.2双波长移相干涉术(TWLPSI)的误差

3.2.3双波长移相干涉术(TWLPSI)的误差放大效应及其消除

3.3误差放大效应消除实验

3.4本章小结

4实验及结果

4.1实验装置及实验步骤

4.2实验一：加载频的平面平晶测试

4.3实验二：大误差面形反射镜测试

4.4本章小结

5全文总结

5.1本论文所作的工作及创新点

5.2需要改进的地方

致 谢

参考文献