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依托相移干涉测量的基本原理,设计了一种基于菌紫质光致各向异性的相移器,并把它用于相移干涉计量。取向随机分布的极性菌紫质分子对线偏振诱导光的选择性吸收导致分子取向分布不均匀,使其呈现宏观的各向异性。这种各向异性与诱导光的偏振特性密切相关。圆偏振光经过各向异性的菌紫质薄膜后,出射光的偏振特性完全由偏振诱导光决定。基于上述原理设计了一种新型的相移器,用琼斯矩阵法推导了基于相移器的相移干涉原理。该相移器在工作过程中不需要移动迈克尔逊干涉仪内部的任何器件,仅需要改变外部控制光路中诱导光的偏振取向就可以控制参考光的相位,从而使干涉图样产生对应的相移。此实验装置有助于提高设备的抗振能力。 用最小二乘法对相移干涉结果进行重建,得到了和实际相位一致的结果,验证了相移器的可行性。在基于菌紫质薄膜光致各向异性的相移器的实验应用过程中,我们利用四步相移法用CCD采集四幅干涉图样,并用最小二乘相位重建算法,在4倍和10倍成像放大倍数的实验条件下,用微透镜阵列作为实验样品得到了很好的相位重建结果,进一步证明了基于菌紫质薄膜相移器的可行性和稳定性。由于相移干涉实验是基于双光路干涉原理,物光和参考光沿不同的光路传播,受环境(振动、噪声等)的影响比较大,不适合在实际应用中进行测量使用。 横向剪切技术以一种共光路的剪切干涉技术,不需要苛刻的实验条件,抗震动能力比较强,操作简便,实验效果比较稳定,经常被用于实际应用中的无损检测以及工程测量领域。本文基于横向剪切干涉原理和位相光栅的二维横向剪切技术,以聚乙烯醇(PVA)薄膜和微透镜阵列为样品进行了实际测量,根据测量得到的干涉图样进行傅里叶变换得到干涉图样的频谱分布,由频谱分布进一步得到相位物体在X方向和Y方向的相位导数,通过最小二乘重建算法得到了样品相位的重建结果。相移干涉实验得到的微透镜阵列的相位重建结果与剪切干涉实验得到的相位重建结果进行比较可知:两种方法都能测量出待测物体的形貌信息,但是剪切干涉对环境的要求较低,对振动不敏感,对激光光源的质量要求也不高,适合在实验室以外的地方使用。 通过四步相移干涉获得干涉图样可以求解待测相位物体在二维平面上的相位梯度,对相位梯度进行线性积分得到待测物体相位分布的过程,即相位梯度积分法。它在相位重建中避免了繁琐的相位解包裹过程,是一种简单有效的相位重建算法。但在之前的相移实验中,用平凸柱面镜作为待测相位物体时,相位梯度积分法在重建具有线性相位分布的物体时得到的重建结果与待测物体的实际相位并不一致。用最小二乘法和相位梯度积分算法对微透镜阵列的实验结果进行相位重建,得到了相似的结果。这对以后应用相位梯度积分法重建相位分布具有重要的指导意义。