[發明專利]傅里葉變換移相標定的雙波長調諧干涉測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201310687470.5
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104713494B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 郭仁慧;成金龍;孫宇聲;劉成淼;李建欣;高志山;沈華;馬駿;何勇;王青
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種傅里葉變換移相標定的雙波長調諧干涉測試裝置的測試方法，其特征在于，所述傅里葉變換移相標定的雙波長調諧干涉測試裝置包括中心波長為λ₁的第一可調諧激光器(1)、第一擴束鏡(2)和第一準直鏡(3)、第一分光棱鏡(4)、第二分光棱鏡(5)、標準鏡(6)、被測鏡(7)、中心波長為λ₂的第二可調諧激光器(8)、第二擴束鏡(9)、第二準直鏡(10)、會聚透鏡(11)、小孔光闌(12)、成像透鏡(13)、CCD探測器(14)，其中λ₁≠λ₂；依次設置中心波長為λ₁的第一可調諧激光器(1)、第一擴束鏡(2)、第一準直鏡(3)、第一分光棱鏡(4)所在的光軸為第一光軸；依次設置第二分光棱鏡(5)、會聚透鏡(11)、小孔光闌(12)、成像透鏡(13)、CCD探測器(14)所在的光軸為第二光軸；依次設置中心波長為λ₂的可調諧激光器(8)、第二擴束鏡(9)、第二準直鏡(10)、第一分光棱鏡(4)、第二分光棱鏡(5)、標準鏡(6)、被測鏡(7)所在的光軸為第三光軸，第一光軸、第二光軸分別與第三光軸相互垂直；由中心波長為λ₁可調諧激光器(1)發出的波長為λ₁的激光入射至第一擴束鏡(2)，第一擴束鏡(2)將入射的小口徑平行光會聚，光束經過會聚焦點以后變成發散的球面波，球面波入射至第一準直鏡(3)，第一準直鏡(3)的焦點與第一擴束鏡(2)的焦點重合，發散球面波經第一準直鏡(3)透射后變成準直的平行光束，該平行光束經第一分光棱鏡(4)反射至第二分光棱鏡(5)，透過第二分光棱鏡(5)入射至標準鏡(6)和被測鏡(7)形成了波長為λ₁的激光調諧移相干涉測試光路；由中心波長為λ₂可調諧激光器(8)發出的波長為λ₂的激光入射至第二擴束鏡(9)，第二擴束鏡(9)將入射的小口徑平行光會聚，光束經過會聚焦點以后變成發散的球面波，球面波入射至第二準直鏡(10)，第二準直鏡(10)的焦點與第二擴束鏡(9)的焦點重合，發散球面波經第二準直鏡(10)透射后變成準直的平行光束，該平行光束經第一分光棱鏡(4)透射至第二分光棱鏡(5)，再經第二分光棱鏡(5)透射后，經標準鏡(6)和被測鏡(7)形成了波長為λ₂的激光調諧移相干涉測試光路；入射至標準鏡(6)和被測鏡(7)的波長分別為λ₁和λ₂的光經標準鏡(6)和被測鏡(7)后反射，再被第二分光棱鏡(5)反射后依次經過會聚透鏡(11)、小孔光闌(12)、成像透鏡(13)，最終被CCD探測器(14)采集，形成了λ₁和λ₂干涉光疊加后的莫爾條紋干涉圖采集光路；所述方法的步驟如下：

步驟一：在斐索型干涉測試光路中，采用不同中心波長的兩個可調諧激光器作為光源同時進行工作，按照各自的理論移相步進量進行波長調諧實現干涉移相，利用CCD探測器采集得到兩路干涉光疊加后形成的一系列移相莫爾條紋干涉圖，通過對移相莫爾條紋干涉圖進行時域傅里葉變換后確定λ₁和λ₂各自波長下的實際移相步進量，得到兩種波長下實際移相步進量與激光器電源電壓改變值的關系，根據該實際移相步進量與與激光器電源電壓改變值的關系來調節激光器電源電壓值，得到兩種波長下實際移相步進量分別為π/2和3π/2時的電壓值，完成各自波長下的移相步進量標定；

步驟二：作為光源的兩個可調諧激光器按照步驟一中標定后得到的電壓值調節激光器電源電壓，保證兩種波長下的實際移相步進量分別為π/2和3π/2，進行波長移相進行波長移相，通過探測器采集兩路干涉光疊加后形成的莫爾條紋干涉圖，該干涉圖包含了合成波長的相位信息；

步驟三：對CCD探測器采集的莫爾條紋移相干涉圖采用雙波長移相干涉算法得到被測相位信息，然后通過位相解包，求解被測面的面形信息。