为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统.该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度.基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息.采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响.结果表明,采用像素尺寸为4.65 μm×4.65 μm的高分辨率相机,焦距为8 mm的成像镜头,设置剪切量为25 mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1 mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图.该方法可以在25 frame/s 的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30 μm.

相位掩模空间载波干涉图的处理精度直接影响着动态干涉仪的性能。根据相位掩模的特点，提出了一种基于傅里叶分析的相位掩模空间载波干涉图的处理方法。该方法将采集得到的全分辨率干涉图进行像素空间重组得到一幅线性空间载波干涉图，然后采用傅里叶变换提取相位，最后再通过像素空间重组得到全分辨率的相位信息。实验结果表明，四步相移算法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.7467λ和0.0348λ，而傅里叶分析法相位误差的峰谷值和均方根值分别为0.2989λ和0.0088λ，因此傅里叶分析法的精度高于四步相移算法。

为了解决空间载波相移(SCPS)法中载波频率不确定引入的误差,提出了一种基于最小二乘迭代的空间载波相移算法。先将单幅随机空间载波频率干涉图转化成四幅随机相移量的时域干涉图,然后用最小二乘迭代求得相位信息。模拟计算和实验结果表明,该算法只需10次左右的迭代计算就可实现算法峰值(PV)精度优于λ/20,均方根(RMS)精度优于λ/200,高于快速傅里叶变换(FFT)法; 通过提高空间载波频率,使载波方向接近45°或135°可提高该算法的精度。

为了能从干涉图像中快速识别相位，将空间载波相移法用于实时全息检测，以电热丝周围的气体为研究对象，采用单次曝光法作了实时全息实验，获得两种干涉图像，结合全息CT技术，均得到了待测气体的温度场。研究结果经比较表明，该方法在实时全息干涉测量中，不但可行，而且准确度高，便于实际应用。

介绍了一种自适应空间载波相移算法.模拟和实验结果显示该算法能测量位相分布变化较剧烈的三维物面而勿须知道条纹载波频率;其模拟测量精度在无噪声情况下达到10-3rad.