移相干涉术(phase-shift interferometry experiment report

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1、Phase-ShiftInterferometryExperimentReport一、前言：在傳統光學中，相位的計算是以干涉條紋之條紋中心為定位，用此方式計算時，(1)中心條紋定位不易；(2)易受到外界或CCD雜訊影響而導致解析之相位誤差甚大，解析度與可靠度均甚低。因而造成移相干涉術(phase-shiftinterferometry，PSI)的發展，利用此技術不必透過辨識干涉條紋便可將空間相位精準的還原。常見的干涉術其架構如下：1.Twyman-Green架構：利用PZT壓電奈米致動器來造成參考相位移相的目的

2、。(具PZT壓電致動器之Twyman-Green移相干涉儀)2.Mach-Zehnder干涉儀：參考相位的移動由液晶元件(liquidcrystaldevice,LCD)來完成。(具LCD之Mach-Zehnder移相干涉儀)二、移相干涉術實驗儀器基本功能介紹、實驗流程簡介：三、移相干涉術實驗原理：(Hariharan相位還原演算法)(五步還原演算法)移相干涉術基本原理乃規則改變參考光光程，並經由影像擷取卡將參考光與信號光所形成的干涉條紋數位化並且編碼記錄，經過程式演算解碼出信號光的波前相位狀態，因此為一資料收

3、集與分析的方法。假設在一x,y空間平面上，一參考光與一待測光分別表示如下參考光：待測光：其中，和è光波的振幅和è光波的相位è代表兩道光間的相位移。當兩道光相互干涉後，其光強度可表示為：其中è為強度偏壓；è為強度調變；è為波前相位差。為求解出波前相位差φ(x,y)之結果，我們選擇Hariharan先生所提出得演算法，又稱為五步還原演算法，利用此方式可以減低相位移位移量不精準所衍生的量測誤差，並且資料運算量也不會太高是為其優點。假設每一張分析圖的相位移差為α，我們利用CCD擷取五張干涉影像圖，而圖上每一點的干涉強度

4、值可表為：經還原計算可得當時，代入便可得到相位值è因此，理想的狀況下，每次相位的位移量均為時，我們可完全解析出所量測到的相位值。三、移相干涉術實驗結果：以下干涉條紋圖形即為本組實驗所得結果Frame1(0)Frame2()Frame3()Frame4()Frame5()五步相位還原法的五個干涉移相圖形