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波长调谐相移干涉测量技术的研究

谭中奇  
【摘要】:在光学表面误差测量中常会碰到检测透明平行平板面形误差的情况,对于这种情况下的光学表面面形误差的检测,干涉测量中一般的方法将无法进行检测。 本文阐述了一种通过干涉光源波长调谐、运用相移干涉测量技术来解决这种情况下光学表面面形误差测量问题的方法,并对这种方法进行了深入的研究。按照这种方法的原理完成了测量系统的设计与研制。测量系统主要分为两大部分: (1) 硬件部分:包括干涉系统、干涉系统光源、摄像系统、图像采集系统及计算机系统; (2) 软件部分:包括相移算法、相位主值图解包裹、解包裹后相位图的Zernike多项式拟合和测量结果的输出等。 利用本系统进行了一系列实验。本论文研究表明:这种波长调谐相移干涉测量技术不仅能测量一般光学表面面形误差,对于透明平行平板的光学表面面形误差检测也同样适用。实验与分析表明:本系统测量(含系统误差)一般光学表面面形误差峰谷值的不确定度优于λ/40;对于透明平行平板表面面形误差峰谷值测量的不确定度优于λ/25;测量表面面形均方根误差的不确定度优于λ/100。 另外,本文还就本测量系统中的两种相位解包裹技术和两种相移干涉算法进行了理论分析和实验对比。


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