利用双波长数字全息术测量微小物体表面形貌-论文.pdf

《利用双波长数字全息术测量微小物体表面形貌-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第2期中国激光Vol_4l，No．22014年2月CHINESEJOURNALOFLASERSFebruary，2014利用双波长数字全息术测量微小物体表面形貌寇云莉，，。李恩普邸江磊张颜艳李敏茹赵建林／西北工业大学理学院，陕西西安710072；陕西省光信息技术重点实验室，陕西西安710072、＼。教育部空间应用物理与化学重点实验室，陕西西安710072／摘要针对表面高度起伏较大的物体的三维形貌测量问题，提出了一种改进的离轴双波长数字全息测量方法。利用偏振分光原理，将两个波长的物光信息同时记录在

2、一幅全息图上，并借助两个波长的频差形成远大于单一波长的等效波长，从而将数字全息术的纵向测量范围拓展到微米甚至毫米量级范围，有效克服了单波长数字全息术测量形貌起伏较大物体时不可避免的相位去包裹问题。对微米量级高度起伏的台阶状样品形貌进行了实验测量，测量结果与样品标称值及台阶仪测量值具有很好的一致性，证明了该方法的有效性。关键词全息；数字全息术；相位解包裹；形貌测量中图分类号0438文献标识码Adoi：10．3788／CJL2o1441．0209010SurfaceMorphologyMeasurement

3、ofTiny0bjectBasedonDua1．WavelengthDigitalHolographyKouYunli，，。LiEnpu'。，。DiJianglei’，。ZhangYanyaf’，。LiMinru，’。ZhaoJianlin，，。fSchoolofScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian，Shaanxi710072，China]lShaanxiKeyLaboratoryofOpticalInformationTechnology，X

4、ian，Shaanxi710072，China{【。KeyLaboratoryofSpaceAppliedPhysicsandChemistry，MinistryofEducation，Xian，Shaanxi710072，ChinaJAbstractAnimprovedoff-axisdual-wavelengthdigitalholographymethodispresentedforthree—dimensionalsurfacetopographymeasurementofobjectswith

5、significantvariations．Theobjectbeamsinformationsofthetwodifferentlaserwavelengthsarerecordedononehologrambasedonpolarizationsplittingprinciple，thusthemeasurementrangecanbeexpandedtomicronormillimeterscalesbymeansoftheequivalentwavelengthinducedbydifferen

6、cefrequencyeffectbetweenthetwowavelengthsandtheequivalentwavelengthislongerthananysingleone．Sotheproblemsofinevitablephaseunwrappingwhentheobjectmorphologywithsignificantvariationsaremeasuredbyasinglewavelengthisovercameeffectively．Themorphologyofastairc

7、asesamplewithmicronheightvariationsismeasured．Theexperimenta1resultsareconsistentwiththenomina1valuesandthevaluesmeasuredbyprofile—system，whichshowstheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywordsholography；digita1holography；phaseunwrapping；morphologymeasure

8、mentOCIScodes090．1995；110．1650：110．31751引言和相位信息，实现三维物场重构，具有快速实时、非破坏性、非侵入性、全场测量等优点口]，因而已被数字全息术以光学全息理论为基础，采用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)广泛应用于流场测量、形变测量、形貌分析、显微成像和信息加密等领域口引。相机代替传统的全息材料记录全息图，通过计算机单波长数字全息术是测量物体形貌最简单的方数值模拟全息图的衍射再