1 中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051
为探究双涡旋光干涉图样对微测量精度的影响，基于双涡旋光干涉原理，提出一种测量涡旋光自干涉图样的方法。分析了双涡旋光干涉图像的影响因素，设计并搭建了测量双涡旋光剪切干涉图样特性的光学系统。通过采集同一条件下物体移到不同距离后的双涡旋光干涉图像，利用图像相关法计算分析涡旋光相位奇点位置与拓扑荷数对双涡旋光干涉图像的影响，将实验结果与理论值对比发现条纹倾斜角和宽度分别为0°和0.1714 mm时，两相位奇点像素位置分别为（351，251）和（151，251）、拓扑荷数为1的双涡旋光干涉图像测量偏差值最小，即两光束相位奇点位于图像中心且连线方向正交于条纹方向的低拓扑荷数双涡旋光干涉图像更适用于微测量领域。
几何光学 涡旋光 剪切干涉 干涉图样 图像互相关 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1108001
1 中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051
基于涡旋光与球面波的干涉原理，提出一种物体微位移的光学测量方法。改进马赫泽德干涉光路，其中一束光照射至空间光调制器产生涡旋光束作为参考光，另一束光经透镜变为球面波后照射至物体上，两束光干涉后干涉条纹呈螺旋状分布。当物体发生微小位移时两束光的光程差改变，螺旋干涉条纹发生旋转，通过干涉条纹的旋转角度可以确定物体的微位移量。经理论分析、仿真和实验证明:基于涡旋光与球面波干涉螺旋条纹旋转角度的变化能够实时监测物体位移量的变化，同时可以有效计算物体的微位移。实验中，测量物体的产生位移量为27 nm，通过涡旋光与球面波干涉螺旋条纹旋转角度的变化实际测得物体的位移为25.75 nm，误差为1.25 nm。
涡旋光 微位移 螺旋相位 空间光调制器 vortex beam micrometric displacement spiral phase spatial light modulator 红外与激光工程
2020, 49(4): 0413005
