移相干涉测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种利用移相干涉测量技术进行测试的移相干涉测试系统，属于 干涉仪领域。
【背景技术】
[0002] 移相干涉术是以光波波长为单位的非接触式测量技术，具有极高的测量精度和灵 敏度，被认为是检测精密元件的最准确技术之一。早在200多年前，人们就注意到了了光 的干涉现象，并开始有计划的控制干涉现象。但是直到I960年第一台红宝石激光器的研 制成功，干涉现象才开始广泛应用于测量领域。传统的干涉测量技术主要是通过照相或人 眼直接观察干涉条纹，手工计算测量结果的方式进行的，效率低下，主观误差较大。1974年 Bruning等人首次将通讯领域中的相位探测技术引入到光学测量中，使经典的干涉测量技 术从微米级跨入纳米级，实现光学计量测试的重大突破。80年代以来，随着激光技术、光电 探测技术、计算机技术、图像处理技术和精密机械等技术在光学测试中的逐步应用，移相干 涉技术得到进一步发展，实现了实时、快速、多参数、自动化的测量。
[0003] 正是因为移相干涉测试技术的高精度和高灵敏性，轻微的扰动都会造成干涉图的 扭曲、抖动和模糊，这使得很多测量都需要在封闭室内的隔振台上才能进行，严重限制了移 相干涉技术在现场测试中的应用。如何消除干涉测量中的振动影响，实现现场测试，是当前 干涉测量方面的主要研究课题之一。 【实用新型内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产 品的不足。
[0005] 本实用新型提供了一种移相干涉测试系统，移相干涉测试系统主要包括光源、准 直镜、分光镜、被测镜、参考镜和压电陶瓷驱动器，按照光路的方向依次设置光源、准直镜和 分光镜，被测镜设置在分光镜的后侧，参考镜和压电陶瓷驱动器对应分光镜设置，光路方向 与被测镜的光路方向相互垂直。
[0006] 优选的，上述光源为激光光源。
[0007] 优选的，上优选的，上述分光镜贴设有半反半透膜。
[0008] 优选的，上述光源发出的光经过准直镜后通过分光镜分别到达被测镜和参考镜， 经过参考镜后再到达压电陶瓷驱动器。
[0009] 优选的，上述压电陶瓷驱动器连接有一控制计算机。
[0010] 本实用新型提供的移相干涉测试系统是通过一定手段在干涉仪的两相干光程间 引入有序的相移，在此过程中光电探测器对干涉图进行采样，将数字化后的光强阵列存储 在计算机中，之后按照一定的数学模型根据光强的变化计算出相应的相位分布。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型结构示意图。
[0012] 附图标记：卜光源；2-准直镜；3-分光镜；4-被测镜；5-参考镜；6-压电陶瓷驱动 器；7-干涉图。
【具体实施方式】
[0013] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下而结合附图及具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细描述。
[0014] 如图1所示，本实用新型提供的移相干涉测试系统，移相干涉测试系统主要包括 光源1、准直镜2、分光镜3、被测镜4、参考镜5和压电陶瓷驱动器6,按照光路的方向依次设 置光源1、准直镜2和分光镜3,被测镜4设置在分光镜3的后侧，参考镜5和压电陶瓷驱动 器6对应分光镜3设置，光路方向与被测镜4的光路方向相互垂直。
[0015] 其中，光源1为激光光源。分光镜3贴设有半反半透膜。
[0016] 在工作时，光源1发出的光经过准直镜2后通过分光镜3分别到达被测镜4和参考 镜5,经过参考镜5后再到达压电陶瓷驱动器6。压电陶瓷驱动器6连接有一控制计算机。
[0017] 本实用新型提供的移相干涉测试系统利用了移相干涉测量技术，其原理是通过一 定手段在干涉仪的两相干光程间引入有序的相移，在此过程中光电探测器对干涉图进行采 样，将数字化后的光强阵列存储在计算机中，之后按照一定的数学模型根据光强的变化计 算出相应的相位分布。本实用新型提供的移相干涉测试系统，通过压电陶瓷驱动器（PZT)6 实现有序相移。在移相过程中，干涉图上某点P(x，y)的光强变化可表示为：
[0018] Ii(x, y) = Ia (x, y)+Ib(x, y)cos[0 (x, y)+ δ (t)]
[0019] 式中，Φ (x，y)为波面上某点的被测初相位；Ia(x，y)为光强的直流分量；Ib(x，y) 为光强的交流振幅；S (t)为移相量。
[0020] δ (t)分别对应0、π /2、π、3 π /2。每次移相后采集一幅干涉图，可得到因幅相位 依次相差π /2的干涉图：
[0021] Ii (x. y) = a (x, y) +b (x, y) cos [ Φ (x, y)]
[0022] I2(x, y) = a(x, y)+b(x, y)cos[0 (x, γ) + π /2]
[0023] I3 (x. y) = a (x, y) +b (x, y) cos [ Φ (x, y) + π ]
[0024] I4(x, y) = a(x, y)+b(x, y)cos[0 (x, y)+3 π /2]
[0025] 此时被测相位可通过以下公式计算得到：
[0027] 式中得到的是一个被包裹在[_ π，+ Ji ]范围内的相位分布，必须经空域上的相位 解包裹操作才可重建出整个原始波面。
[0028] 以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新 型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型 之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1. 一种移相干涉测试系统，其特征在于：所述移相干涉测试系统主要包括光源（I)、准 直镜（2)、分光镜（3)、被测镜（4)、参考镜（5)和压电陶瓷驱动器（6)，按照光路的方向依次 设置光源（1)、准直镜（2)和分光镜（3)，被测镜（4)设置在分光镜（3)的后侧，参考镜（5) 和压电陶瓷驱动器（6)对应分光镜（3)设置，光路方向与被测镜（4)的光路方向相互垂直。2. 根据权利要求1所述的移相干涉测试系统，其特征在于：所述光源（1)为激光光源。3. 根据权利要求1所述的移相干涉测试系统，其特征在于：所述分光镜（3)贴设有半 反半透膜。4. 根据权利要求1所述的移相干涉测试系统，其特征在于：所述光源（1)发出的光经 过准直镜（2)后通过分光镜（3)分别到达被测镜（4)和参考镜（5)，经过参考镜（5)后再到 达压电陶瓷驱动器（6)。5. 根据权利要求1-4之一所述的移相干涉测试系统，其特征在于：所述压电陶瓷驱动 器（6)连接有一控制计算机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种移相干涉测试系统，主要包括光源(1)、准直镜(2)、分光镜(3)、被测镜(4)、参考镜(5)和压电陶瓷驱动器(6)，按照光路的方向依次设置光源(1)、准直镜(2)和分光镜(3)，被测镜(4)设置在分光镜(3)的后侧，参考镜(5)和压电陶瓷驱动器(6)对应分光镜(3)设置，光路方向与被测镜(4)的光路方向相互垂直。本实用新型提供的移相干涉测试系统是通过一定手段在干涉仪的两相干光程间引入有序的相移，在此过程中光电探测器对干涉图进行采样，将数字化后的光强阵列存储在计算机中，之后按照一定的数学模型根据光强的变化计算出相应的相位分布。
【IPC分类】G01B9/02
【公开号】CN204902764
【申请号】CN201520278053
【发明人】林燕彬
【申请人】林燕彬
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年4月28日