空间载波移相法.

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空间载频移相法
干涉图在小的间隔区间内连续四个像素点的光强值 依次对应于移相干涉术中四幅干涉图中的像素值,因 此空域上连续的四个像素点就相当于时域移相得到的 四个像素点。通过一定的采样运算公式计算波面相位, 这就实现了移相从时域到空域的转化应用。
空间载频移相法
通过一定的移相采样运算公式,应用间隔区域内 连续象素点光强值就可以计算出一定点的位相值。 如果干涉条纹的强度如下式所示,
通过调节倾斜角度的大小 ,被测面和参考面的对应 点位相差就会发生改变,对应得到干涉图条纹的疏密 程度也会发生改变。
空间载频移相法
参考面可以假设为绝对平面,只相对于X轴倾斜,而 相对于Y轴的倾斜角度为零。一般把空间调制干涉图 光强分布公式
f 0 x 要比被测面相位必(x,y)、直流分量力 通常情况下, 变化的频率大的多,所以 f 0 x大小不同,得到干涉条纹 的疏密程度和弯曲程度就不同,可以根据不同空间载 频处理方法,适当调节空间载频量得到满意的干涉条 纹。
谢 谢!
干涉条纹分析就是从一幅或者多幅干涉图复出波 面的原始特征,就是根据在空间上为余弦分布的光强 信息,恢复出波面信息。根据干涉图的光强分布公式, 反推算出波面相位分布。
先简单向大家介绍一下移相法。
移相法
基本原理就是在干涉仪的参考臂上通过移相器规 律移动参考镜,使参考光束和测试光束的光程差发生 改变,条纹的位置就作相应的移动,使干涉场中的任 意一点的光强呈余弦变化,用CCD采集三幅或多幅不 同相位的干涉图。
震动的影响
低速采集
高速采集
震动严重时的测试结果
没有震动时的干涉图
震动严重时的干涉图
什么叫空间载频移相法
答:no problem
空间载频移相法(SCPS法):主要的思想来源于 移相干涉术,又以空间载频为基础,是时域相移技术 在空域上的应用。 SCPS 法是 Shough 等人在 1990 年开始提出的,随即 就得到了广泛的关注,在国外相关论文纷纷发表,更 加促进其迅速的发展,但在国内还没有发现相关详细 的文献报告,所以就有必要做一些探讨和研究。
先调制空间载频使20 / 2 求某一点(m,n)的相位可以通过下面式子得出
g (m 1, n) a(m, n) b(m, n)cos[ (m, n) 20m / 2] g (m, n) a(m, n) b(m, n)cos[ (m, n) 20m] g (m 1, n) a(m, n) b(m, n)cos[ (m, n) 20m / 2]
空间载频移相法
信号的相位可以通过第一个间隔区域内像素点依次 参与运算得到,间隔区域选择不同可以使用不同的相移 采样运算公式,然后把间隔区域一个向右移动像素点, 计算下一点的位相,如果一行运算完毕,就可以跳到下 一行,依此类推,可以计算出整幅干涉图的位相值。
空间载频移相法
移相法和空间载频移相法的比较
干涉原理
光的干涉理论实质当两束光满足频率相同、振动 方向相同以及位相差恒定光干涉条件时,两束光就会 发生干涉现象,产生明暗相间的干涉条纹。
干涉原理
被测面的反射光: 参考面的反射光: 根据电磁波的叠加原理, 可得出干涉图光强分布公式:
Байду номын сангаас
因而使I在空间产生周期性的变化,形成明暗相间 的干涉条纹。
干涉条纹分析
空间载频移相法
时域到空域移相转换
根据上面空间线性载频的分析,选择适当的空间载 频量实现移相从时域到空域的转换。 具体要求: 引入一定量的空间线性载频,考虑到被测面相 位对于调制参考面相位要小的多,可以近似认为 调制后位相波面就是参考面,这样就使得调制后 相位必在小的间隔区域内相位的线性改变量以及 相邻点的相位差都是常数π/2。 前提:假定认为在波面相对比较小的区域内的波面是平 的,或者认为在相对小的波面区域内相位不变。
四步平均法公式
移相法
移相式干涉仪-ZYGO GPI XP
空间载频移相法
空间线性载频
如果将参考光路的参考面不垂直于光轴而是相对于 X、 Y轴倾斜一定的角度,那么得到干涉图光强分布公式 为:
f0 y 分别为X和Y方向的空间调制频率 其中 f 0 x,
下面以X单方向上空间载频为例具体分析
空间载频移相法
为干涉图的直流光强分布, 为干涉图的交 流光强分布, 被测波面的相位分布函数, 、 为参考面的可变相位, 为光瞳面坐标。
移相法
对于相位的计算,通常用的是四步法 在干涉仪中,通过压电陶瓷堆推动参考反射镜平移, 使参考波面的相位δ在0一2π二内逐次变化π/2,对应 的干涉场光强分布分别为:
移相法
数学运算,得到某点相位
空间载频移相法
12121719 杨柳
什么叫空间载频移相法
当前光干涉测试技术应用到的主要三种方法是 FFT 法、条纹法和移相法。
FFT法和条纹法只需要单幅干涉图,可以在极短的时 间内快速获得干涉图,相对的受外界震动影响就比较小, 但是处理结果的精度较低。
移相法的处理精度最高,但是由于要采样多幅干涉 图参与计算,对外界环境较长时间内稳定要求就比较高, 就容易受到外界震动的影响。
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