光波移相技术中的信息处理

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光学移相干涉测量是光学移相器、干涉仪、计算机和数字图像采集设备相结合的一项综合技术。这一技术的特点是高测量精度和高分辨率,现已广泛应用于光学表面面行测量、表面光洁度测量、光学成像质量评价、光学图像加密及数字全息技术等研究领域。  由于移相干涉仪在使用的过程中容易受到振动和气流等外界环境的干扰,导致大多数实验室条件下无法保证测量精度,限制了其应用范围。针对这一技术缺陷,很多研究人员提出了多种实验方案和计算方法来减少实验环境干扰的不利影响。我们在这一领域做了大量理论研究和实验研究,主要完成了以下工作:  1.使用空间光调制器作为移相器,实现了准确、快速的光波移相。这一技术的特点是显示在调制器上的光栅能够按照要求,沿着垂直于光栅条纹方向进行准确平移,时间稳定性高,重复性好。  2.利用计算机图像技术产生光栅图案,这一技术能够对光栅图像的参数(如空间频率、条纹对比度和透过率等)的变化进行准确的控制。不同位相的光栅输入到空间光调制器上使光波的位相发生相对应的的变化,实现了光波的准确位相调制。  3.建立了用于测量光波相移的马赫-曾德尔干涉仪,CCD对干涉仪输出的干涉条纹图像进行连续采集。计算机控制CCD实现干涉条纹图像的连续采集的速度与空间光调制器交替显示的相应光栅图案相匹配。  4.利用计算机程序对连续采集的干涉条纹图像进行处理,搜寻出相位差最接近光调制器上显示的光栅相移值的两幅干涉条纹图像。
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