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《中国工程物理研究院》 2007年
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相移干涉仪抗振技术研究

何祖斌  
【摘要】: 在光学检测中,相移干涉测量技术得到了广泛的应用。但环境振动和空气扰动会严重影响测量的准确度。对于大口径干涉系统的影响尤其明显。如何提高相移干涉仪的抗振性能有着极为重要的意义。 本文采用了频谱分析的方法及贝塞尔函数方法,建立了由振动引起的位相测量误差的理论模型,并进行了模拟计算。结果表明;位相误差值随着振动频率的增大而减小,主要是低频、大振幅振动影响测量结果;当振动频率等于移相器移相频率整数倍的时候,会出现位相误差极值;振动引起的位相误差的频率是干涉条纹频率的二倍,在位相图上会导致纹波出现,并且不能通过多次测量取平均的方法优化结果。 在振动误差分析的基础上,本文提出了双最小二乘迭代抗振算法。结合实验室的实测环境振动特性和上述抗振算法,在振动环境下对Φ130mm的标准镜进行了测试,并与十三步相移算法解算结果进行了比较,实验结果表明,采用本文的抗振相移算法,可将PV值测量精度由十三步相移算法的0.1388λ提高到0.0642λ。 文中振动误差理论从原理上解释了振动引入的误差原因,对振动环境下相移算法的选择具有指导性。同时所建立的双最小二乘迭代抗振算法具有迭代次数少、所需干涉图数量少、测量精度高、对振动影响不敏感等特点,为大口径光学元件的检测提供了效果较好且成本较低的解决方案。
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