基于Mirau干涉显微镜的微光学表面参数测量研究

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微光学表面参数决定着光学元件的成像质量,由于微表面的口径很小,一般干涉仪对其表面参数无法做到精确测量。本文将显微镜与干涉仪相结合,研制了由Mirau型干涉显微镜和超声波电机移相器组成的数字式显微干涉系统,采用显微干涉术,以表面形貌和球面曲率半径为研究对象,分别从条纹法和移相法两个方面对其测量方法和其中涉及到的技术进行研究。   条纹法中,以对单幅干涉图像的预处理为基础,根据被细化后的条纹图,重点研究了利用条纹图上的信息测量球面曲率半径的非线性最小二乘算法,较好地克服了噪声的影响。移相法是通过对多幅干涉图进行相位复原测量来获得曲率半径和表面形貌的方法。受噪声影响,传统解包裹算法不能够正确解包,在此基础上,本文采用了基于路径优先搜索的相位解包的改进算法,并通过对实际干涉图像的处理表明,即使存在较大的噪声,该方法也能准确的获得相位展开结果。利用移相法计算球面曲率半径时会受到移相误差的影响,因此本文采用了重叠四步平均算法,该算法能够很好的抑制移相误差,且实际测量表明该方法在测量球面曲率半径时误差更小。
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