Zygo干涉仪及其应用的研究

摘要

干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测试的一门技术。现代干涉测量技术采用激光作光源并且综合了光学和电子学的最新成就，具有量程大、分辨率高、抗干扰能力强、测量精度高等特点，另外随着科学技术的迅速发展，现代工业对测量要求越来越高，其他方法已难以胜任，因此在现代工业中应用非常广泛。 目前已经有几家致力于干涉仪产品的生产和研制的著名厂家，美国Zygo公司就是其中之一。本实验室的Zygo数字波面干涉仪是85年从Zygo公司购进的，属Fiseau型等厚干涉仪，可用于进行各种形状及各种复杂程度的实时干涉图形和干涉图片的快速测量。其关键部件包括MARKⅢ干涉仪，干涉条纹处理器和一个控制终端，并备有许多附件，来满足不同测量需要。但因配套软件缺乏、采集系统性能和处理功能落后，已无法满足现在测量需要。本论文的主要目的是以此Zygo干涉仪为依托，设计以干涉条纹图像为对象的图像采集系统和图像处理软件，构建一套现代干涉测量系统，以满足当前测量需要。本论文完成以下几项工作：1)针对干涉图像，设计以CMOS图像采集芯片为核心的高性能图像采集系统，包括系统硬件和控制软件。 2)以干涉原理为基础、开发一种新的干涉图处理方法。 3)根据干涉图像特点，设计干涉图像处理软件，完成对干涉条纹图像的读取、处理和交互式数据输出。 4)扩展干涉仪的用途，运用现有的干涉测量系统，完成利用干涉法测量热圆柱体表面温度的研究。 工作创新性表现在：1)设计了基于EPP接口的图像采集系统，并将其应用于干涉测量系统中。 2)开发了一种新的干涉图像处理方法—边界法向曲线拟合法。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1 Fiseau型干涉仪简介

1.2 Fizeau型干涉仪发展现状

1.3论文课题研究的背景

1.4研究的主要内容和意义

第二章干涉图像采集系统的设计

2.1图像采集系统的设计要求和总体结构

2.2图像采集系统的硬件设计

2.2.1器件选择

2.2.2硬件设计中的关键技术

2.3图像采集系统控制软件的设计

2.3.1控制软件的功能要求

2.3.2控制软件的功能实现和界面

第三章干涉图像处理软件的设计

3.1干涉条纹图像处理方法

3.1.1干涉图像判读方法介绍

3.1.2本文所用干涉图处理方法介绍

3.2干涉图像处理过程

3.2.1干涉图像的预处理

3.2.2干涉图像处理

3.2.3交互数据输出

3.3干涉图像处理软件界面

第四章zygo干涉仪在表面温度测量方面的应用

4.1物体表面温度测量技术简介

4.2干涉法测量热圆柱体表面温度的基本原理

4.3测量数据和误差分析

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢