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《哈尔滨工业大学》 2011年
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斐索型移相式激光干涉仪研究

黄根旺  
【摘要】:斐索型移相式激光干涉仪是公认的一种高精度、高灵敏度的光学计量仪器,在高精度的光学检测中占有不可或缺的地位。本文以Zemax为设计和仿真平台,搭建了一个口径为100mm的斐索型移相式激光干涉仪,它可以分析斐索干涉原理及干涉仪内部组成对仪器检测精度的影响,为实际工程提供理论依据,具有重要的指导意义。 首先,论文总结了国内外斐索型移相式激光干涉仪的发展现状,通过对斐索移相干涉原理的深入研究,提出了口径为100mm的斐索型移相式激光干涉仪设计方案。以Zemax序列界面为设计平台,设计了斐索平面和球面干涉系统,并将设计的系统数据导入到Zemax非序列干涉仿真界面中,得到了平面和球面干涉图。 其次,以Matlab软件为算法处理平台,采用中值滤波法对干涉图进行预处理;分析了各种移相算法对仪器主要误差源(移相误差、探测器二阶非线性、多光束干涉效应和高频噪声)的响应情况,确定用传统的四步移相算法作为本课题的相位提取算法。同时采用离散余弦最小二乘相位解包算法处理得到了波面解包裹相位图。 最后,论文用Zernike多项式拟合了解包裹后的相位数据,评价了被测波面质量,并得出仪器平面检测精度PV值优于1/40波长,球面检测精度PV值优于1/24波长。
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