1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 中科院南京耐尔思光电仪器有限公司，江苏 南京 211300
提出了一种可用于低空间频率干涉条纹的载频计算方法。该方法构建了载频干涉条纹的近似模型，实现了载频参数的线性迭代求解方法。仿真表明，该方法适用于多种情况，即使干涉图背景分布不均，也可准确计算载频，误差最大优于0.01λ，最小可达0.002λ，λ为632.8 nm。将所提方法求得的载频参数用于移相干涉中，相位均方根误差可达0.0002λ。实验中，所提方法与移相法相比，载频误差小于0.007λ，将求得的载频用于移相干涉时，相位无明显纹波。为低空间频率的干涉条纹提供了一种新的载频计算方法，可广泛用于干涉测量领域的各个方面。
测量 干涉测量 载频计算 相位提取 迭代法
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
四波前横向剪切干涉（QWLSI）是一种精度高、动态范围大、分辨率高、抗干扰能力强的瞬态波前检测技术。本文结合国内外相关研究工作，重点阐述了本课题组在分束器件设计、多方向横向剪切干涉图处理、测量误差校准等QWLSI的关键技术研究方面取得的进展。以关键技术研究为基础，本课题组开发了QWLSI的原理装置，其绝对测量精度（RMS）达到0.0038λ（2.4 nm，λ=635 nm），重复测量精度（RMS）达到0.0004λ（0.25 nm，λ=635 nm）。QWLSI与商品化的夏克-哈特曼波前传感器的对比实验结果表明，两种仪器对含有第4~36项单项Zernike像差入射波前的测量结果基本一致。
光学检测 剪切干涉 衍射光栅 相位提取 波前重建 误差校准 光学学报
2023, 43(15): 1512001
1 咸阳师范学院 实验实训中心, 陕西 咸阳 712000
2 中国电子技术标准化研究院, 北京 100007
3 深圳赛西信息技术有限公司, 广东 深圳 518000
针对传统移相干涉测量中需要多帧干涉图, 对测量设备稳定性要求高, 相位提取速度较慢的问题, 提出了一种基于干涉图特殊极值特征的两帧随机相移干涉图相位解算方法。该方法仅需两帧干涉图, 利用高斯高通滤波器对具有随机相移量的两帧干涉图分别进行处理以滤除其背景, 再通过干涉图中一定数量的特殊极值特征像素点来确定两帧干涉图之间的相移量, 进而根据反正切相移相位提取算法对干涉图的相位进行解算。仿真模拟和实测对比结果表明, 该方法可通过两帧随机相移干涉图获取较高精度的测量相位, 大大减少了测量系统误差对相位解算结果的影响, 对于256×256pixels的石膏像眼部干涉图, 执行时间在0.02s以内, 相位提取速度较快。
光栅投影 干涉图 随机相移 极值特征 相位提取 grating projection interferogram random phase shifting extremum feature phase extraction
1 西安工业大学光电工程学院，陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，陕西 西安 710021
2 内蒙古金属材料研究所，浙江 宁波 315103
相位提取精度直接影响干涉测量精度，传统的定步长或者等步长相位提取算法必须对测试系统进行相位标定，但常因相位标定不准确而引入相移误差，影响相位提取精度。因此提出一种K阶二维多项式拟合背景光的随机两步相移算法进行相位求解，该算法无需对系统进行相位标定，可以在相移量、背景光、调制度及相位都未知的情况下，利用两帧相移干涉图求解出被测相位。通过对该算法的仿真分析，确定阶数K的取值大于等于2时，可以保证所提算法的相位求解准确度较高。同时，与施密特正交化（GS） 两步相移算法的计算精度进行比较来分析算法的鲁棒性。结果表明提出的算法对干涉图中相移量、光照非均匀性及噪声均具有良好的鲁棒性，计算精度明显优于GS算法。
干涉测量 相位提取 K阶二维多项式 随机相移 鲁棒性 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1112008
Wenjie Chen 1,2,3,4Junfeng Jiang 1,2,3,*Kun Liu 1,2,3Shuang Wang 1,2,3[ ... ]Tiegen Liu 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology (Tianjin University), Ministry of Education, Tianjin 300072, China
3 Tianjin Optical Fiber Sensing Engineering Center, Institute of Optical Fiber Sensing of Tianjin University, Tianjin 300072, China
4 Science and Technology on Communication Networks Laboratory, Shijiazhuang 050002, China
A differential phase extracting method based on self-copy-shift for distributed acoustic sensing is proposed. Heterodyne and optical hybrids are used to realize high signal-to-noise ratio in-phase and quadrature-phase (IQ) signal measurement. The measured signals are self-copied and shifted for certain data points, and then they are digitally mixed with the original signals to construct the differential phase. The four produced signals are then combined to carry out IQ demodulation. An experiment with strain having an amplitude modulation waveform is carried out. The results showed that waveform information can be recovered well, and the signal-to-noise ratio achieves 32.8 dB.
optical fiber sensing phase extraction coherent OTDR distributed sensing Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 081201
1 西安工业大学 光电工程学院，西安 710021
2 教育部薄膜与光学制造技术重点实验室, 西安 710021
在窗口傅里叶变换(WFT)相位提取技术中，抑制线性相位误差和背景光强干扰对窗口尺寸的需求条件存在矛盾，无法对二者进行同时抑制，故提出一种通过改变输入信号频谱成分的线性相位 误差抑制技术，该技术利用傅里叶空频分析法将输入信号进行背景光强滤除并保留基频成分，使测量结果不受背景光强影响；考虑到线性相位误差同样受到窗口尺寸选取的影响，通过仿真分析确定 最优窗口尺寸判定依据；采用该方法重构抛物面形并以相移干涉技术所获面形结果为基准进行对比分析，结果表明，本文提出方法可实现线性相位误差与背景光强干扰的综合抑制效果并提高了传统 WFT相位提取精度。
相位提取 窗口傅里叶变换 线性相位误差 背景光强 干涉条纹 phase extraction Window Fourier Transform(WFT) linear phase error backgrounnd fringe pattern
