基于相移剪切干涉的光学非球面测试技术研究

摘要

相移式横向剪切测量技术是一种实时提取干涉图信息、直接测量波面相位分布的光学测量方法，采用该技术使光学非球面元件的面形测试精度大大提高，并且实现了波面的实时显示。 在实际应用中，相移式横向剪切干涉测量精度受到相移的准确性、干涉光场的正弦性、探测器响应的非线性、相移算法选择的合理性、剪切量提取的准确性等因素的影响。本文对相移式横向剪切干涉测量中相移器的标定误差、相移算法进行了系统的分析和研究；对CCD探测器的非线性影响、剪切量的检测方法及系统误差进行了分析，得出了一些有益的结论。本文研究的主要内容和结果如下： 相移器的标定精度在很大程度上决定了相移干涉仪的测量精度。本文提出采用小波数字滤波与傅立叶变换相结合的方法对相移器进行标定。通过计算机模拟仿真，证明了该标定方法的正确性和有效性。 在应用相移技术进行相位测量时，相移器的相移误差直接影响相位的测量精度。本文将快速傅立叶变换技术和四步相移技术相结合，对相位进行补偿，并推出相位误差补偿公式。通过计算机仿真，数值模拟验证了该补偿算法对误差的抑制效果。 对CCD探测器非线性响应引入的位相测量误差进行了理论分析和数值模拟，得出了四步相移算法对探测器三阶非线性响应敏感，而五步相移算法则可抑制这一误差的结论。 对得到的剪切干涉图进行分析，提出一种能够自动检测剪切量的有效方法。分析了相移式横向剪切干涉仪测量系统的系统误差来源，讨论了减小或消除这些误差的途径。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2基于小波数字滤波的相移器标定

3相移误差分析与误差补偿算法

4 CCD探测器非线性效应的影响

5剪切干涉条纹图的处理

6测量系统误差分析

7结论与后期工作

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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参考文献