[发明专利]相位调制同步积分相移干涉测量方法及装置

摘要

本发明属于光学测试技术。为实时监测和控制相位调制度，实现对光学透镜表面形貌、光学透镜波像差，光学传递函数等的高精度动态测量，本发明采取的技术方案是，相位调制同步积分相移干涉测量方法及装置，包括下列步骤：采用激光器驱动器驱动激光器产生激光，依次经过聚焦透镜、半透半反镜、扩束准直透镜、小半透半反镜、参考镜到达测量镜，小半透半反镜反射信号送入光电探测器PD，半透半反镜反射信号进入摄像机后最终送计算机处理；根据相位信息只是与CCD相机测量信号，相位调制度z，CCD相机曝光信号和相位调制信号之间的相差θ，功率调制系数m有关的公式，进行相位调制度的测量和稳定、相差θ的同步控制。本发明主要应用于光学测试。

主权项

1.一种相位调制同步积分相移干涉测量方法，其特征是，包括以下步骤：采用激光器驱动器驱动激光器产生激光，依次经过聚焦透镜、半透半反镜、扩束准直透镜、小半透半反镜、参考镜到达测量镜，小半透半反镜反射信号送入光电探测器PD，半透半反镜反射信号进入摄像机后最终送计算机处理；根据相位信息只是与CCD相机测量信号，相位调制度z，CCD相机曝光信号和相位调制信号之间的相差θ，功率调制系数m有关的如下公式：α＝arctg(M∑_s-N∑_C)/(P∑_C-Q∑_s)，由上述公式，进行相位调制度的测量和稳定、相差θ的同步控制；进行相位调制度的测量和稳定具体为：干涉信号如下：S(t)＝A+Bcos[zcos(ωt+θ)+α]＝A+Bcos(α)[J₀(z)-2J₂(z)cos(2ωt+2θ)+...]-Bsin(α)[2J₁(z)cos(ωt+θ)-2J₃(z)cos(3ωt+3θ)...]将S(t)通过中心频率为ω的带通滤波器后，与幅值为G₁的信号G₁ cos(ωt+θ))相乘，经低通滤波，得到V₁＝-BG₁sin(α)J₁(z)；将S(t)通过中心频率为2ω的带通滤波器后，与幅值为G₂的信号G₂cos(2ωt+2θ)相乘，经低通滤波，得到V₂＝-BG₂cos(α)J₂(z)；将S(t)通过中心频率为3ω的带通滤波器后，与幅值为G₃的信号G₃cos(3ωt+3θ)相乘，经低通滤波，得到V₃＝BG₃sin(α)J₃(z)；由于G₁，G₂，G₃为常数，由V₁、V₂和V₃得进而迭代寻优求出相位调制度z值，同时通过观察V₂实现对信号量大小的监测；相差θ的同步控制具体为：通过CPU控制单元产生控制信号，控制直接数字频率合成器DDS输出可变频率的方波和正弦波，分别用于CCD相机曝光信号和相位调制信号，使得二者精确同步，同时通过寄存器设置，控制CCD相机曝光信号和相位调制信号之间的相位差。