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对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法

韩志刚,  陈磊

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韩志刚, 陈磊. 对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1236-1242.
引用本文: 韩志刚, 陈磊. 对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1236-1242.
shu
Han Zhigang, Chen Lei. Eight-step phase shifting algorithm for broadband light interferometry insensitive to envelop variation and phase shifting error[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1236-1242.
Citation: Han Zhigang, Chen Lei. Eight-step phase shifting algorithm for broadband light interferometry insensitive to envelop variation and phase shifting error[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1236-1242.
shu

对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法

  • 1.

    南京理工大学 先进发射协同创新中心,江苏 南京 210094;

  • 2.

    南京理工大学 电光学院,江苏 南京 210094

基金项目: 

国家自然科学基金(U1231111,61108041)

详细信息
    作者简介:

    韩志刚(1986-),男,博士生,主要从事精密光学测试技术方面的研究.Email:hannjust@163.com

  • 中图分类号: TH741.1

Eight-step phase shifting algorithm for broadband light interferometry insensitive to envelop variation and phase shifting error

  • 1.

    Advanced Lanching Co-innovation Center,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;

  • 2.

    School of Electronic and Optical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China

  • 摘要: 提出了一种用于测量微观表面三维形貌的宽带光八步移相算法.该算法通过定位宽带光干涉条纹的零相位差位置实现微观轮廓的测量.计算宽带光移相干涉信号中相邻采样点的相位差得到实际移相间隔,从而实现实际移相量的在线标定以及移相误差的校正.分析了倾斜SiC平面的移相干涉条纹,计算结果的标准均方差为1.646 nm,与不存在移相误差时的计算结果吻合.宽带光八步移相算法对干涉包络的变化不敏感,能够抑制移相误差,是一种实用、高精度的微观表面轮廓测量方法.
    Abstract: An eight-step broadband light phase shifting algorithm was proposed for the determination of three dimensional micro textures. The actual phase step was calibrated to eliminate the phase shifting error, from the difference between the phase values of two neighbored sampling of the broadband light interference signal. The microscopic interference fringes with phase shifting error of the oblique SiC flat were analyzed. The standard deviation is 1.646 nm, showing excellent agreement with the result obtained without phase shifting error. The proposed method, insensitive to envelop variation and phase shifting error of the interference signal, is practical and accurate for understanding three dimensional micro textures.
  • [1]
    [2] Malacara D. Optical Shop Testing[M]. 3rd ed. New Jersey:John Wiley Sons, Inc, 2007.
    [3] Zhu Rihong, Chen Lei, Wang Qing, et. al. Phase shifting interferometry and its application[J]. Journal of Applied Optics, 2008, 27(2): 85-88. (in Chinese) 朱日宏, 陈磊, 王青, 等. 移相干涉测量术及其应用研究[J]. 应用光学, 2008, 27 (2): 85-88.
    [4]
    [5] Leach R. Optical Measurement of Surface Topography[M]. Berlin: Springer-Berlin Heidelberg, 2011.
    [6]
    [7]
    [8] Sandoz P. An algorithm for profilometry by white-light phase shifting interferometry[J]. Journal of Modern Optics, 1996, 43(8): 1545- 1554.
    [9] Harasaki A, Schmit J, Wyant J. Improved vertical-scanning interferometer[J]. Applied Optics, 2000, 39(19): 2017-2115.
    [10]
    [11]
    [12] Shen M, Wang W, Hwang C. White-light interferometer-micro- profile measurement based on higher steps phase shifting algorithm [C]//Fringe, 2013, 2014: 341-344.
    [13] Groot P, Deck L. Surface profiling by analysis of white-light interferograms in the spatial frequency domain [J]. Journal of Modern Optics, 1995, 42: 389-401.
    [14]
    [15] Ma S, Quan C, Zhu R, et al. Micro-profile measurement based on windowed Fourier transform in white-light scanning interferometry[J]. Optics Communications, 2011, 284(10-11): 2488-2493.
    [16]
    [17] Li M, Quan C, Tay C. Continuous wavelet transform for micro- component profile measurement using vertical scanning interferometry[J]. Optics Lasers Technology, 2008, 40: 920-929.
    [18]
    [19] Adachi M. Phase-shift algorithm for white-light interferometry insensitive to linear errors in phase shift [J]. Optics Review, 2008, 15 (3): 148-155.
    [20]
    [21]
    [22] Roy M, Cox G, Hariharan P. Low-coherence interference microscope with an improved switchable achromatic phase-shifter [J]. Optics Express, 2005, 13(22): 9125-9130.
    [23] Yang Y, Ding Z, Wang K, et al. Full-field optical coherence tomography by achromatic phase shifting with a rotating half-wave plate[J]. Journal of Optics, 2010, 12(3): 035301.
    [24]
    [25]
    [26] Schmit J, Olszak A. High-precision shape measurement by white- light interferometry with real-time scanner error correction [J]. Applied Optics, 2002, 42(28): 5934-5950.
    [27] Wang Jun, Chen Lei. Measurement of micro-displacement using white interference based on a spatial frequency domain algorithm[J]. Infraded and Laser Engineering, 2008, 37(5): 874-877. (in Chinese) 王军, 陈磊. 基于空间频域算法的白光干涉微位移测量法[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(5): 874-877.
  • [1] 张超, 袁群, 张佳乐, 冀翼, 高志山, 闫钧华.  白光显微干涉三维形貌测量中的移相误差校正方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220050-1-20220050-8. doi: 10.3788/IRLA20220050
    [2] 刘今越, 翟志国, 贾晓辉, 薛路明, 李铁军.  基于面结构光的工件内壁点云旋转拼接研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210952-1-20210952-7. doi: 10.3788/IRLA20210952
    [3] 邵新杰, 潘硕, 宋彬, 李晓磊, 唐香珺.  深孔内表面检测点云拼接技术研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210210-1-20210210-8. doi: 10.3788/IRLA20210210
    [4] 胡凯, 丛海佳, 陈凡胜, 金钢.  宽视场航天相机像面测量技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200336-1-20200336-7. doi: 10.3788/IRLA20200336
    [5] 赵冬娥, 王思育, 马亚云, 张斌, 李诺伦, 李沅, 褚文博.  基于涡旋光与球面波干涉的微位移测量研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0413005-0413005-6. doi: 10.3788/IRLA202049.0413005
    [6] 黄磊, 王添翼, Mourad Idir.  对基于拼接干涉术的同步辐射镜测量技术的研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303012-0303012-9. doi: 10.3788/IRLA202049.0303012
    [7] 王辰星, 达飞鹏.  基于经验模态分解法的光学条纹图像处理研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303013-0303013-11. doi: 10.3788/IRLA202049.0303013
    [8] 郝寅雷, 丁君珂, 陈浩, 蒋建光, 孟浩然, 刘欣悦.  集成光学移相干涉仪的研制与性能表征 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0420001
    [9] 刘乾, 何建国, 岳晓斌.  任意正弦调制的正弦移相干涉波面测量方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 317002-0317002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0317002
    [10] 丁煜, 陈磊, 王志华, 朱文华, 刘致远.  电调谐波长移相干涉术 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506003-0506003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0506003
    [11] 孙沁园, 陈磊, 郑东晖, 朱文华, 张瑞, 丁煜.  采用短相干光源的动态斐索干涉仪 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 220001-0220001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0220001
    [12] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [13] 杨建宇, 潘雷霆, 胡芬, 张心正, 许京军.  随机光学重构显微术及其应用研究进展 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103008-1103008(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1103008
    [14] 刘俭, 谷康, 李梦周, 谭久彬.  光学显微三维测量解耦合准则 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 302001-0302001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0302001
    [15] 曹智睿, 付跃刚.  点源透射比测试的高性能光陷阱技术研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117006-0117006(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0117006
    [16] 吴婷, 邹岩, 李之通, 惠勇凌, 李强.  两种透明介质微小折射率差高精度测量的新方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417005-0417005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417005
    [17] 戴士杰, 易丹, 李伟超, 常淑英, 王志平.  分段非均匀条纹生成方法及其在双频解相位中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2849-2853,2857.
    [18] 孙文卿, 陈磊, 李金鹏, 乌兰图雅, 何勇.  非圆孔径离散采样点正交多项式波前拟合 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 1068-1072.
    [19] 郑永秋, 任勇峰, 薛晨阳, 焦新泉, 安盼龙, 张建辉, 闫树斌, 刘俊.  微球腔谐振频率的锁定及频移测量实验 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2644-2649.
    [20] 王涌鹏, 罗佳, 白剑, 梁宜勇.  高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 562-568.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-10
  • 修回日期:  2014-09-15
  • 刊出日期:  2015-04-25

对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法

  • 1. 南京理工大学 先进发射协同创新中心,江苏 南京 210094;
  • 2. 南京理工大学 电光学院,江苏 南京 210094
    • 作者简介:

    韩志刚(1986-),男,博士生,主要从事精密光学测试技术方面的研究.Email:hannjust@163.com

  • 收稿日期: 2014-08-10
  • 修回日期: 2014-09-15
  • 刊出日期: 2015-04-25
基金项目:

国家自然科学基金(U1231111,61108041)

  • 中图分类号: TH741.1

摘要: 提出了一种用于测量微观表面三维形貌的宽带光八步移相算法.该算法通过定位宽带光干涉条纹的零相位差位置实现微观轮廓的测量.计算宽带光移相干涉信号中相邻采样点的相位差得到实际移相间隔,从而实现实际移相量的在线标定以及移相误差的校正.分析了倾斜SiC平面的移相干涉条纹,计算结果的标准均方差为1.646 nm,与不存在移相误差时的计算结果吻合.宽带光八步移相算法对干涉包络的变化不敏感,能够抑制移相误差,是一种实用、高精度的微观表面轮廓测量方法.

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