单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术

田爱玲; 刘婷; 刘剑; 刘丙才; 王红军

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单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术

田爱玲, 刘婷, 刘剑, 刘丙才, 王红军

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田爱玲, 刘婷, 刘剑, 刘丙才, 王红军. 单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1203-1207.

引用本文:

田爱玲, 刘婷, 刘剑, 刘丙才, 王红军. 单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1203-1207.

Tian Ailing, Liu Ting, Liu Jian, Liu Bingcai, Wang Hongjun. High precision wavefront reconstruction technology for single interferogram[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1203-1207.

Citation:

Tian Ailing, Liu Ting, Liu Jian, Liu Bingcai, Wang Hongjun. High precision wavefront reconstruction technology for single interferogram[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1203-1207.

单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术

1.
西安工业大学陕西省薄膜与检测技术重点实验室,陕西西安 710032

基金项目:

陕西省科技厅资助项目(2014KW05, 2014JM8333);陕西省教育厅资助项目(12JS048,13JS039)

详细信息

作者简介:
田爱玲(1964-),女,教授,博士生导师,主要从事光学精密测量技术方面的研究.Email:tian21964@sohu.com

中图分类号: TH741

High precision wavefront reconstruction technology for single interferogram

1.
Shanxi Province Key Lab of Thin Film Technology and Optical Test,Xi'an Technological University,Xi'an 710032,China

摘要: 结合莫尔条纹、傅里叶变换和数字相移技术实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位计算和波面重建.首先,用计算机生成与被处理干涉条纹频率相近的数字相移条纹图,与实际干涉条纹图叠加得到相移莫尔条纹图;然后,利用傅里叶变换、双频滤波、傅里叶反变换和相移技术得到干涉条纹图的相位数据;最后利用波面拟合技术重构原干涉条纹图对应的波面形状.研究结果表明,该技术不仅消除了干涉仪硬件相移产生的非线性误差和滤波时的频谱移中误差,高精度获得了单幅干涉条纹图对应的波前,而且简化了系统的机械结构.同时,对环境的要求明显降低,特别适用于生产现场的检测.
- 波面重建 /
- 干涉条纹 /
- 数字相移 /
- 莫尔条纹 /
- 傅里叶变换
Abstract: Moir fringe, Fourier transform and digital phase shifting techniques are combined together to realize high precision phase calculation and wavefront reconstruction for the single interferogram. First, four digital phase shifting fringes, which the frequency is similar with the original fringe tested, were generated by computer, and phase shifting Moir fringesare formed by superposition of original and digital fringes. Then, the phase of original interferogram was obtained through Fourier transform, double frequency filtering, inverse Fourier transform and phase shift technology. Finally, the wavefront shape related original interferogram was reconstructed by wavefront fitting. The experimental result shows that this technology not only removes both of nonlinear error from traditional hardware phase shifting and spectral shift error, and get wavefront with high precision for single interferogram, but also simplifies the mechanical structure of system. At the same time, it reduces the demands on the environment, so it is very much suitable to use in work shop.
- wavefront reconstruction /
- interference fringe /
- digital phase shift /
- Moiré /
- fringe

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单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术

1. 西安工业大学陕西省薄膜与检测技术重点实验室,陕西西安 710032

作者简介:
田爱玲(1964-),女,教授,博士生导师,主要从事光学精密测量技术方面的研究.Email:tian21964@sohu.com

收稿日期: 2014-08-20
修回日期: 2014-09-25
刊出日期: 2015-04-25

基金项目:

陕西省科技厅资助项目(2014KW05, 2014JM8333);陕西省教育厅资助项目(12JS048,13JS039)

中图分类号: TH741

关键词:

摘要: 结合莫尔条纹、傅里叶变换和数字相移技术实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位计算和波面重建.首先,用计算机生成与被处理干涉条纹频率相近的数字相移条纹图,与实际干涉条纹图叠加得到相移莫尔条纹图;然后,利用傅里叶变换、双频滤波、傅里叶反变换和相移技术得到干涉条纹图的相位数据;最后利用波面拟合技术重构原干涉条纹图对应的波面形状.研究结果表明,该技术不仅消除了干涉仪硬件相移产生的非线性误差和滤波时的频谱移中误差,高精度获得了单幅干涉条纹图对应的波前,而且简化了系统的机械结构.同时,对环境的要求明显降低,特别适用于生产现场的检测.