基于傅里叶变换的单帧闭合条纹相位解调方法.pdf

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1、第43卷第8期光子学报Vo1．43No．82014年8月ACTAPHOTONICASINICAAugust2014doi：10．3788／gzxb20144308．0810001基于傅里叶变换的单帧闭合条纹相位解调方法徐建程，陈望(浙江师范大学信息光学研究所，浙江金华321004)摘要：提出一种有效的单帧闭合条纹解调方法，该方法采用傅里叶变换、带通滤波器和傅里叶逆变换估得初始相位，然后通过图像分割、相位符号校正和Zernike多项式拟合得到高准确度相位分布．用图像分割和相位符号校正解决了相位符号不确定性，用Zernike多项式拟合

2、抑制了分割线附近的局部相位误差．数值分析了残余相位误差与干涉图参量(如倾斜量、离家量和随机噪音)之间的定性关系，结果表明：该方法所得相位与ZYGO移相干涉仪测试结果吻合较好，残余相位误差小于参考值的1／1O，验证了该方法的有效性．关键词：干涉测量；相位解调；闭合干涉图；傅里叶变换中图分类号：0436．1文献标识码：A文章编号：1004—4213(2014)08—0810001—5PhaseDemodulationofSingleClosedInterferogramBasedonFourierTransformXUJian—che

3、ng，CHENZhao(InstituteofIn!formationOptics，ZhejiangNormaIUniversity，Jinhua，Zhejiang321004，China)Abstract：Aneffectivedemodulationofsingleclosedinterferogramwasproposed．TheinitialphaseoftheclosedinterferogramwasestimatedbyusingofFouriertransform，bandpassfilteringandinver

4、seFouriertransform．Thenthephasewasobtainedaccuratelybyimagesegmentation，signcorrectionandZernikepolynomia1fitting．Imagesegmentationandsigncorrectionsolvetheproblemofphaseambiguity，andZernikepolynomiaIfittingreducesthelocalphaseerrornearthesegmentationline．Thequalitati

5、verelationbetweentheresidua1phaseerrorandtheparametersofinterferogramwereanalyzedbysimulation，suchastilt，defocusandnoise．ExperimentalresultshowsthattheextractedphasebytheproposedmethodisingoodagreementwiththattestedbytheZYGOphase—shiftinterferometerandtheresidualphase

6、erroriS1essthanonetenthofthereferencephase．Numeriea1simulationdemonstratestheeffectivenessofthismethod．Keywords：Interferometry；Phasedemodulation；Closedinterferogram；FouriertransformOCISCodes：1O0．1390；1O0．2000；1O0．5070大，不适合动态测量．傅里叶分析法只需要1幅空间0引言载波干涉图，适合动态测量，但该方法要求干涉图具有大

7、口径光学元件的精密检测一直是惯性约束聚变较高的空间载波频率，即要求测试光波前和参考光波系统(IntertialConfinementFusion，ICF)[1建造的关键前之间具有较大的倾斜量．在实际光学车间检测时，问题之一．大口径光学元件检测系统光路长、重心高、检测人员通常会通过数光圈数来定性分析被测元件的配重不均匀，受机械振动和空气扰动等因素影响严重，面形，若干涉图中空间载波频率过大，则不易确定光圈这就要求检测系统采用动态高准确度的检测方法．时数，不适合检测人员快速定性分析；此外，参考光和测域相移法至少需要3幅干涉图，受环境振动

8、影响试光的非共路传播会引入较大的系统误差，所以实际基金项目：国家自然科学青年基金项目(No．61205163)和浙江师范大学创新团队项目资助第一作者：徐建程(1981一)，男，博士，副教授，主要研究方向为信息光学和精密光学检测．Email：xuji