[发明专利]基于特定相移量的单黑白CCD相移双波长干涉测量方法

权利要求书

1.一种基于特定相移量的单黑白CCD相移双波长干涉测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：构造共路同轴双波长干涉系统，该干涉系统内设置了待测物体，将波长为λ₁和λ₂的两个波长的激光入射到干涉系统中，调整使两个波长的激光沿完全相同的路径形成干涉图；

步骤二：调整单个黑白CCD同时采集两个波长干涉图的参数，调整单个黑白CCD的具体方法为：通过两个衰减器分别调整两个波长入射激光的强度，使两个波长的入射激光被同一黑白CCD采集的灰度值相同，且在两个波长同时照明时，所采集的干涉图不出现饱和现象；

步骤三：采用单个黑白CCD采集两个波长同时产生的双波长相移干涉图，需要采集2N+1幅双波长相移干涉图，其中N为自然数，采集2N+1幅双波长相移干涉图是采用N步相移算法来实现的，所述N步相移算法的具体过程如下：

设照明波长为λ₁和λ₂，且λ₁<λ₂，将两个波长的干涉图同时照射到同一个黑白CCD上，通过PZT相移器的单调变化产生相移，每相移一步采集一幅干涉图，共需进行2N+1步相移，所采集的2N+1幅双波长相移干涉图由公式(1)表达为：

其中i＝0，1，2…2N+1，A为两个波长共同产生的干涉背景项，B₁,B₂分别代表波长λ₁，λ₂下的调制度，和分别表示物体在波长λ₁，λ₂下的相位值，第i+1幅干涉图与第一幅干涉图之间的光程变化Δ_i满足公式(2)的要求：

对应于波长λ₁的相移量δ_1,i为

对应于波长λ₂的相移量δ_2,i为

公式(2)、(3)、(4)中的p为非零正整数，其值根据波长λ₁与λ₂的比值及相移步长的要求选取；

步骤四：从采集到的2N+1幅双波长相移干涉图中分离出消除了背景的两套单波长相移干涉信号图，分别为波长为λ1的单波长相移干涉信号图和波长为λ2的单波长相移干涉信号图；

步骤五：对分离后的两套单波长相移干涉信号图进行归一化处理；

步骤六：计算波长λ1、λ2下的单波长包裹相位Φ_λ1和Φ_λ2；

步骤七：计算波长为λ1和λ2的合成波长相位，具体为将步骤六所得到波长λ₁和λ₂的单波长包裹相位图Φ_λ1与Φ_λ2相减，得到合成波长(Λ＝λ₁λ₂/|λ₁-λ₂|)下的相位图Φ_Λ，从而获得待测物体的表面三维形貌信息。