连续变角度数字全息干涉测量的方法

摘要

本发明公开了一种针对复杂面型的连续变角度数字全息干涉测量的方法和装置，属于光电测量技术领域。该装置包括激光器、光纤分束器、光纤相移器、精密角度偏转装置、离轴抛物面校准镜、准直透镜组、合光棱镜、光纤、CCD摄像机和计算机等。其特点是系统中的精密角度偏转结构可以多个角度、精密地改变参考光方向。每改变一个角度，参考光和物光干涉产生的全息图都会变化。通过控制光纤相移器，采用相移法求得各个角度下物体的包裹相位值。对包裹相位值的余弦相加得到函数进行峰值搜索，就可以得到物体各点的高度信息。本发明在测量过程中对待测物体各点单独测量，不需要相位去包裹的步骤，能够测量形状复杂的、有间断的物体的面型参数。

主权项

一种连续变角度数字全息干涉测量的方法，其特征在于，基于针对复杂面型物体的连续变角度数字全息干涉测量的装置，所述针对复杂面型物体的连续变角度数字全息干涉测量的装置包括激光器，光纤，光纤分束器，离轴抛物面校准镜，光纤相移器，准直透镜组，平面反射镜，成像透镜，精密角度偏转装置，合光棱镜，CCD摄像机，计算机；激光器通过光纤与光纤分束器相连，光纤分束器将光纤中的光分为物光和参考光两路光；在物光光纤的端口后设置离轴抛物面校准镜，物光被扩展为一定范围的平行光束，平行光束照射到被测物体上；在参考光路上设置光纤相移器，在参考光纤端口处连接准直透镜组，参考光经过准直镜准直后成为平行光，然后照射到一个平面反射镜上，该平面反射镜固定在一个能精密连续改变角度的精密驱动角度偏转装置上，平面反射镜反射的平行光经过合光棱镜后进入CCD摄像机；被测物体反射的物光束经成像透镜后，和平面镜反射的参考光束在CCD摄像机的靶面上相干涉，形成干涉场；CCD摄像机与计算机相连接；所述的精密角度偏转装置在测量过程中通过连续精密改变参考光的干涉角度，使得物光和参考光干涉角度为θ₁～θ₁₆，对于每个角度θ，控制光纤相移器改变初始相位，CCD摄像机分别采集初始相位为0、π、的干涉场，然后将不同干涉角度形成的干涉场输入到计算机中，计算机根据四步相移法得到多个干涉角度下的包裹相位图，然后将多个干涉角度下包裹相位图中包裹相位值的余弦相加得到函数曲线，在自变量为物体高度时，产生一个峰值；在待测物体的高度范围内对函数峰值进行搜索，得到待测物体各点的高度信息。