用一維PSD探測干涉條紋移動量的方法與實驗研究.pdf

1、光學干涉測量在材料微小形變檢測、光學介質的折射率測量以及光學波前檢測等方面有著廣泛應用。條紋的移動測量是其中的一個關鍵技術，其處理方法作為干涉檢測系統(tǒng)的核心，一直以來倍受人們的關注。以往傳統(tǒng)的處理方法大部分是對干涉圖像進行數值分析以反演被測對象特性。其流程是先將干涉條紋經過基于CCD(charge coupled devices)的數字圖像采集系統(tǒng)采集后，輸入到計算機，經計算機干涉條紋圖像處理軟件處理，給出干涉條紋的特征信息，獲得被測對

2、象物理量。而近年來隨著位置敏感探測器(position sensitive detector，PSD)在檢測領域被廣泛地應用，用價格低廉的PSD替代CCD是人們一直所關注的焦點。PSD是一種很理想的精密光電位置探測器，由于它具有位置分辨率高、響應速度快、可靠性高、等方面較傳統(tǒng)的CCD有著明顯的優(yōu)勢。
　　鑒于此，本文確定了用PSD代替CCD測量干涉條紋移動量的課題內容，設計了一套基于PSD探測干涉條紋的移動量的系統(tǒng)，目的是研究一種

3、具有結構簡單直觀，成本低廉、靈敏程度好的干涉條紋測量結構。
　　本文主要研究內容如下:
　　(1)本文首先對常見的干涉儀結構、干涉條紋檢測方法、位置敏感探測器(PSD)發(fā)展歷史、應用狀況以及基本理論進行了主次分明的介紹。
　　(2)本文對干涉條紋檢測方法進行了詳盡地調研。
　　(3)本文首次提出的用PSD探測干涉條紋移動量的測量裝置，據我們所知，這在PSD應用以及干涉計量領域尚屬首次。
　　(4)本文根據光

4、子晶體禁帶這一特性首次提出了用一種基于新型光子晶體的濾波結構用以消除散光對PSD的干擾，并且我們利用傳輸矩陣法對這種結構進行數值摸擬，仿真結果表明，這種結構能夠從根本上解決散光對PSD的干擾。
　　(5)最后，本文對于單模光纖M-Z干涉儀干涉條紋移動量進行大量的實驗測量，經過數據處理求得系統(tǒng)的最優(yōu)分辨力為5.156.25μm。
　　本論文設計并提出了新型的干涉條紋移動量測量的方法，經過大量理論仿真和實驗驗證干涉條紋質心檢測法