基于三窗口的共光路干涉检测方法与装置

摘要

基于三窗口的共光路干涉检测方法与装置属于光学干涉检测领域；该方法与装置将平行光通过待测物体和矩形窗口构成的三窗口后，再依次经过第一透镜、一维周期光栅和第二透镜后，射向图像传感器，经由图像传感器及与图像传感器相连的计算机采集获得一幅含有三个图样的干涉图，强度分布分别为I-D/3、I0和ID/3，代入公式计算待测物体的相位分布；本方法与装置具有稳定性好、系统复杂度低、相位恢复算法简单的特点。

主权项

1.一种基于三窗口的共光路干涉检测装置，包括光源(8)、准直扩束系统(9)，其特征在于：在光源(8)和准直扩束系统(9)的光线发射方向上依次配置待测物体(1)、矩形窗口(2)、第一透镜(3)、一维周期光栅(4)、第二透镜(5)和图像传感器(6)，图像传感器(6)与计算机(7)相连；矩形窗口(2)沿x轴方向分成均匀的三部分构成三个窗口，待测物体(1)放置在矩形窗口(2)中心窗口之前或之内、或之后，且所述的矩形窗口(2)位于第一透镜(3)的前焦面上，一维周期光栅(4)位于第一透镜(3)的后焦面和第二透镜(5)的前焦面上，图像传感器(6)位于第二透镜(5)的后焦面上；一维周期光栅(4)的周期d与矩形窗口(2)x方向的宽度D之间满足关系：d＝3λf/D，其中λ为光波长，f为第一透镜(3)和第二透镜(5)的焦距；利用所述基于三窗口的共光路干涉检测装置进行检测时，①平行光通过待测物体和矩形窗口构成的三窗口后，再依次经过第一透镜、一维周期光栅和第二透镜后，射向图像传感器，由图像传感器及与图像传感器相连的计算机采集获得一幅干涉图样；②根据所采集的干涉图样，依据三窗口尺寸分割干涉图样获得三幅干涉图样强度分布分别为I_-D/3、I₀和I_D/3，去除直流分量之后，由以下公式计算：计算获得待测物体的相位分布式中，P()表示对信号进行归一化，并线性拉伸到-1～1之间。