一种基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的系统和方法技术方案

技术编号:42531141 阅读:11 留言:0更新日期:2024-08-27 19:39
提供一种基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的系统和方法,所述方法步骤包括:图像获取和数据处理。图像获取:利用所述分光组件将光束均等地分为两路,分别为参考光和待测光;参考光与待测光在所述图像采集组件部分进行干涉,在t1时获取第一帧干涉图、参考光和待测光振幅图,t2时获取第二帧干涉图;数据处理:将获取的两幅具有微小相移的干涉图、参考光以及待测光振幅图作为输入数据,利用第一帧干涉图、待测光和参考光振幅图计算初始相位,比较两帧干涉图各个点光强的大小判断相位真实值,最后输出最终相位;该本发明专利技术无需借助于相移工具或手段获取三幅以上的相移干涉图,系统光路结构简单,相位解析算法复杂度低,计算速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学精密测量,特别是涉及一种相位干涉测量系统及方法。


技术介绍

1、光学相位作为光信息的重要载体之一,其测量和重建技术一直是自适应光学、信息光学等多个领域的关键研究内容。利用光学技术进行精密测量一直是计量测试领域的主流方法。光学测量技术经过长期发展,目前主要的方法包括散斑法、阴影法、纹影法、莫尔条纹法、全息法和干涉法等。阴影法和纹影法需要测量像的衬比度,准确度较低,一般只用于定性研究。莫尔条纹和散斑方法在实验操作上较为简单,数据分析和处理也相对容易,是重要的光学测量方法,但在需要高精度测量的任务中性能不足。而光学干涉测量法的测量精度可达到波长级,甚至高至波长的百分之一或千分之一量级,是光学高精度测试的重要技术,也是精密测量中不可或缺的手段。

2、目前干涉技术测量相位通常是通过相移干涉技术,但其常常需要借助于相移工具或手段来获取三幅以上的相移干涉图来实现相位的高精度提取,因此,这类方法常常受限于相移量的精度和相移器件的精度。已知的单幅干涉图借助参考光(平行光)、待测光图像通过余弦反切可以直接计算得到相位,但相位范围通常限制在(0,π本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于随机微小相移的双帧干涉测量相位方法,其特征在于,包括以下步骤:图像获取和数据处理;

2.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,其特征在于所述第一分光组件是用于将光束均等地分为两路,一路作为参考光,一路作为待测光路,可选为BS、分束镜、分束器、光纤、光波导中的任意一种。

3.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,其特征在于所述第一光束准直组件用于将分束的其中一路进行准直,得到平行光,作为干涉的参考光,可选为透镜、棱镜、光纤波导中任意一种。

4.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方...

【技术特征摘要】

1.一种基于随机微小相移的双帧干涉测量相位方法,其特征在于,包括以下步骤:图像获取和数据处理;

2.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,其特征在于所述第一分光组件是用于将光束均等地分为两路,一路作为参考光,一路作为待测光路,可选为bs、分束镜、分束器、光纤、光波导中的任意一种。

3.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,其特征在于所述第一光束准直组件用于将分束的其中一路进行准直,得到平行光,作为干涉的参考光,可选为透镜、棱镜、光纤波导中任意一种。

4.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,其特征在于所述图像采集组件用于获取两张具有微小相移的干涉图、参考光振幅图和待测光振幅图。所述图像采集组件包括挡光元件和成像器件。

5.根据权利要求4所述的基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,挡光元件用于遮挡参考光或待测光获取待测光或参考光振幅分布图像,可选的,所述挡板尺寸由所述准直系统尺寸、所述分光系统的尺寸确定。

6.根据权利要求4所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,成像器件用于拍摄干涉图和振幅图,可选的,所述成像器件为ccd和cmos图像传感器中的任意一种。

7.根据权利要求1所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位方法,其特征在于所述数据处理模块中相位解析算法可选表达式推导法、神经网络和迭代法其中之一。

8.根据权利要求7所述基于随机微小相移的双帧干涉测量相位的方法,表达式推导法其特征在于以获取的四幅图像为输入计算相位,...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘娟叶小慧魏晨骁
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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