数字波面干涉技术及其应用研究

【摘要】： 本文以数字波面干涉仪为研究对象，在移相干涉术的基础上，研究波面复原技术、光电一体化技术和智能化测试技术。论文创新地提出了波面解包种子算法，该算法是基于区域生长理论的一种改进算法，能较好地抑制噪声的干扰，对边界形状不敏感，可对形状不规则瞳面或含有大量噪声的位相波面进行波面解包；编制了相应的计算机软件，开发的软件建立在Windows平台上，是融PZT标定、干涉图采集、处理、计算、波面图形绘制、数据库管理于一体的集成化软件，软件与国际上同类软件的计算精度相当；深入研究了干涉仪的智能化技术，在保证一定数量采样点的情况下，能测量比仪器最大测试口径小1--15倍的样品；根据变倍过程中干涉图光强的变化，实现进入CCD的光强自动调整，使之工作在线性响应区；根据样品的位置实现物像共轭，以保证采集的干涉图边缘清晰。重点研究了数字式波面干涉仪的应用，定量、实时测量了激光波前质量、激光棒波前畸变、利用波面计算锥体棱镜角度、表面粗糙度等。结果表明本文研究的数字波面干涉仪的硬件系统集成化和智能化程度高，软件计算适用不同形状样品，测试结果稳定可靠，拓展了应用范围，可与国外同类仪器相媲美。