多波长相移干涉术中相移误差的校正算法研究

作     者：张飞扬 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯国峰

授予年度：2023年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：多波长相移干涉测量 相移误差 相位提取算法 最小二乘迭代算法 

摘      要：相移干涉术是一种基于光学干涉原理的高精度测量技术。相比于传统的测量方法,相移干涉术具有高精度、非接触、无损等优点,在工业制造、光学测量、生物医学等领域有广泛的应用。单波长相移干涉测量法在测量大尺寸或大光程差的物体时容易出现相位模糊问题,为了解决这个问题,多波长相移干涉测量法被提出并得到了广泛应用。然而在实际测量过程中,相移误差是一个普遍存在的问题,其会导致相位分布的准确性受到影响,从而影响测量的精度。因此,开展相移误差多波长校正算法的研究具有重要意义。本文给出了常用相位提取算法的数学描述,并分析了相移系统中的误差来源,在此基础上基于最小二乘法思想,提出了一种从残差估计相移误差的迭代算法,并利用计算结果对相移值进行校正。通过相位的计算和相移校正两个步骤的迭代,准确地重建了相位分布。并根据提出的迭代算法,给出了用多项式函数定义相移误差时非线性高阶项系数的估算方法。通过数值模拟和实验验证,表明该算法在校正相移误差方面具有可行性。