CN104976958A - 一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法，其特征在于具备步骤如下：（1）采用马赫曾德型透射式离轴全息成像系统，拍摄包括抛磨光纤结构信息的离轴全息图；（2）对离轴全息图进行相位重构；（3）对重构后的相位进行解包裹得到相位图；（4）相对于步骤（1）中，移除抛磨光纤，拍摄背景全息图，并依照步骤（2）和（3）进行相位重构和解包裹，得到背景相位图；（5）用步骤（4）得到的背景相位图对步骤（3）得到的相位图进行补偿以消除相位倾斜，得到抛磨光纤的相位图；（6）在抛磨光纤的相位图中提取结构信息，得到抛磨面与纤芯的距离，即剩余包层厚度。本发明方法可实现在线、无损测量，并能直接测量纤芯与抛磨面之间的距离。

Description

一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法

技术领域

本发明涉及厚度检测方法。

背景技术

近年来全光纤器件正越来越多地被研究和使用。通常，全光纤器件被广泛使用于光纤传感与光通信等方面，其具有集成度高、容易与光纤熔接等优点。侧边抛磨光纤是用来制作全光纤器件的常见光纤元件。

侧边抛磨光纤的光传输特性与其包层剩余厚度(即光纤纤芯表面与抛磨面之间距离)有着密切的联系。研究表明，在包层剩余厚度小于5微米时,光纤损耗明显增大。侧边抛磨光纤的包层剩余厚度越小，其光传输特性对外界环境变化越敏感，因此测量侧边抛磨光纤的包层剩余厚度对于侧边抛磨光纤的应用来说有着重要的意义。

数字全息成像技术利用瑞利‐索末菲衍射积分公式，可以同时重建物场的强度和相位分布。而相对于传统的光学全息。数字记录和数值重建使数字全息术同时具备了光学全息和数字技术的优点：包括全视场、非接触、三维成像和数字处理的灵活性、方便性等。近年来，数字全息技术已经在许多不同领域得到了快速的发展。如显微成像、形变测量、三维形貌测量、颗粒大小和位置测量等。

目前，用于测量侧边抛磨光纤的包层剩余厚度的方法主要有显微镜测量法、扫描电子显微镜检测法、功率测量法。

显微镜测量法是利用光学显微镜对侧边抛磨光纤进行成像测量，该方法利用光学成像法进行测量，通过测量侧边抛磨光纤的截面厚度，然后减去光纤理论半径(通常是62.5μm)与纤芯半径(通常是4μm)之和从而得到包层剩余厚度，是一种间接测量法，能实现对光纤的无接触测量。由于侧边抛磨光纤的抛磨面衍射严重，该方法无法克服边缘衍射带来的测量误差。而且由于光纤本身存在个体差异，光纤半径及纤芯半径并不是一个定值，并且纤芯可能稍微偏离光纤中心位置，因此该方法无法得到准确的纤芯与抛磨面之间的距离。

扫描电子显微镜(Scanning electron microscope，SEM)检测法。SEM检测法需要把侧边抛磨光纤截断粘贴在特制的平台上并且喷上导电颗粒，然后使用电子扫描成像的方式得到侧边抛磨光纤的二次电子像。该方法精确度可以达到纳米量级，但此方法也不能得到纤芯的准确位置，而且这是一种有损测量方法，需要破坏侧边抛磨光纤结构，因此无法用于光纤的无损、在线测量。

功率测量法是通过测量侧边抛磨光纤透过光功率与未抛磨光纤透过的光功率之间的比值从而间接测量剩余抛磨厚度的方法。功率测量法受外界环境折射率、温度以及光纤所受应力等影响大，功率随包层剩余厚度变化曲线不是单调变化，且曲线线性度差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法，该方法基于数字全息技术，实现精确的无损测量。

本发明的技术方案如下：

一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)采用马赫曾德型透射式离轴全息成像系统，拍摄包括抛磨光纤结构信息的离轴全息图；所述马赫曾德型透射式离轴全息成像实验系统包括激光器，激光器出射的激光经扩束准直后由光分束器分成两束，第一束经由第一平面反射镜到光合束器，第二束经由第二平面反射镜、样品池到光合束器，光合束器将两束光合并后入射到CCD摄像机，CCD摄像机与图像处理装置相连；侧边抛磨光纤置于填充有折射率匹配液的样品池中，旋转抛磨光纤使得抛磨面与射到抛磨光纤上的激光平行；

(2)对离轴全息图进行相位重构；

(3)对重构后的相位进行解包裹得到相位图；

(4)相对于步骤(1)中，移除抛磨光纤，拍摄背景全息图，并依照步骤(2)和(3)进行相位重构和解包裹，得到背景相位图；

(5)用步骤(4)得到的背景相位图对步骤(3)得到的相位图进行补偿以消除相位倾斜，得到抛磨光纤的相位图；

(6)在抛磨光纤的相位图中提取结构信息，得到抛磨面与纤芯的距离，即剩余包层厚度。

进一步的，步骤(1)中，所述马赫曾德型透射式离轴全息成像系统中，第一平面反射镜与光合束器之间设置有第一显微物镜，样品池与光合束器之间设置有第二显微物镜，第一显微物镜与第二显微物镜的规格相同，且与光合束器的距离相等。

进一步的，步骤(1)中，光路中有4个光孔，分别设置于光分束器与第一平面反射镜之间、第一平面反射镜与光合束器之间、光分束器与第二平面反射镜之间以及第二平面反射镜与光合束器之间。

进一步的，步骤(2)中，采用角谱重构法进行相位重构，具体分为三步：

A.对离轴全息图进行二维傅里叶变换，选取其中的重构项频谱，将零级频谱与共轭频谱消除；

B.将重构项频谱平移到中心位置，即原零级频谱所在位置；

C.对重构项频谱进行傅里叶逆变换，得到相位分布。

进一步的，步骤(3)中，采用精确最小二乘法解包裹。精确最小二乘法解包裹来源于参考文献【钱晓凡，饶帆，李兴华，林超，李斌.精确最小二乘相位解包裹算法[J].中国激光，2012，39(2)：1-5.】。

进一步的，精确最小二乘法解包裹的具体过程如下：

步骤(2)中重构的相位图为二维矩阵N×M，设二维包裹相位值为g(n,m)，为对应的实际连续相位值，1≤n≤N，1≤m≤M，则解包裹相位表示为

式中k(n,m)为整数，由下面方法求得；

(3.1)采用最小二乘算法得到解包裹相位相位解包裹的最小二乘算法，在数学上等于求解具有Neumann边界条件的离散泊松方程，用离散余弦变换或傅里叶变换求解该离散泊松方程；

(3.2)计算k'(n,m)：

式中INT{}为取整运算，

(3.3)判断k'(n,m)是否就是待求的k(n,m)：

当中某点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该点是连续的，否则为不连续点，如果中所有点是连续的，则k'(n,m)＝k(n,m)，就是待求的精确解包裹相位；如果在大部分区域是连续的，但是有一些离散点和/或部分区域不连续，则在这些不连续离散点或不连续区域k'(n,m)≠k(n,m)，需要进一步处理，

(3.4)处理不连续离散点和/或不连续区域边缘，作如下运算

(4)式中MEDFILT2{}为中值滤波，窗口的大小取3×3、5×5或9×9，(4)式对做中值滤波，用于平滑离散的不连续点，结果用表示，(5)式计算出这些点处k'(n,m)的值，结果用表示，最终的解包裹相位用(6)式计算，并用表示；经过(4)-(6)式的运算，原来相位连续的点依然连续，而不连续的离散点会变得连续，同时，不连续区域的边缘会变得平滑，范围也会缩小，这个过程需要重复2-5次；

(3.5)最后用下面的算法处理少数遗留下来的不连续区域，作运算

式中EDGE{}为查找边缘运算，ss为查找的结果，是一个N×M的0、±1矩阵，当被查找的点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该区域是连续区域，ss的值记为0，当被查找点的相位大于近邻的四个点的相位的平均值，且相位差绝对值大于或等于2π，ss记为-1，当被查找点的相位小于近邻四个点的相位的平均值，且相位差的绝对值大于或等于2π，ss记为1；

利用ss矩阵，使用数字图像处理中的填充算法，对进行处理，值为0的点相位不做处理；值为-1的点，相位作-2π处理，值为1的点，作+2π处理，即对相应点的作+1或－1运算，使之等于待求的k(n,m)，最终得到精确的解包裹相位，(2)-(7)式中的函数为matlab程序语言中所使用的库函数。

进一步的，步骤(5)中，补偿方式是步骤(3)的相位图直接与步骤(4)得到的背景相位图相减。

进一步的，步骤(5)中，补偿方式是先将步骤(4)得到的背景相位图进行线性拟合，然后再将步骤(3)的相位图与线性拟合后的背景相位图相减。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、保证了侧边抛磨光纤的在线、无损测量。本方法不受外界环境折射率、温度以及光纤所受应力等的影响，抗干扰能力强。

2、数字全息技术测量消除了边缘轮廓衍射造成测量误差，不受光纤个体直径差异及纤芯偏离光纤中心的影响，能直接测量纤芯与抛磨面之间的距离。

附图说明

图1是马赫曾德型透射式离轴全息成像系统示意图。

图2是样品池示意图。

图3是光纤抛磨面与入射光方向不平行的示意图。

图4是图3所示位置的全息图。

图5是光纤抛磨面与入射光方向平行的示意图。

图6是图5所示位置的全息图。

图7是图6的相位重构图。

图8是图7中虚线行的相位图。

图9是图7的解包裹相位图。

图10是图9中虚线行的相位图。

图11是背景相位图。

图12是图11中虚线行的相位图。

图13是对图9进行相位消倾斜后的相位图。

图14是图13中虚线行的相位图。

图15是侧边抛磨光纤的截面SEM图。

图16是平行光入射到完整单模光纤的示意图。

图17是光程计算模拟的平行光经图16所示单模光纤后，沿直径方向相位空间分布图。

图18是完整的单模光纤全息图。

图19是相位消倾斜后单模光纤相位图。

图20是图19中虚线行的相位图。

图21是完整单模光纤SEM图。

图22是光程计算模拟的平行光经图5所示单模光纤后，沿直径方向相位空间分布图。

图23是图6所示全息图的二维频谱。

图24是全息图的处理流程。

图中示出：1.氦氖激光器；2.第三显微物镜；3.空间光滤波器；4.透镜；5.光分束器；6.第一平面反射镜；7.第二平面反射镜；8.样品池；9.第二显微物镜；10.第一显微物镜；11.光合束器；12.CCD摄像机；13.计算机；14.侧边抛磨光纤；15.光纤抛磨面；16.甘油，17.重构项频谱；18.零级频谱；19.共轭谱。

具体实施方式

一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法，具备步骤如下：

(1)采用马赫曾德型透射式离轴全息成像系统，拍摄包括抛磨光纤结构信息的离轴全息图；所述马赫曾德型透射式离轴全息成像实验系统包括激光器，激光器出射的激光经扩束准直后由光分束器分成两束，第一束经由第一平面反射镜到光合束器，第二束经由第二平面反射镜、样品池到光合束器，光合束器将两束光合并后入射到CCD摄像机，CCD摄像机与图像处理装置相连；侧边抛磨光纤置于填充有折射率匹配液的样品池中，旋转抛磨光纤使得抛磨面与射到抛磨光纤上的激光平行；

(2)对离轴全息图进行相位重构；

(3)对重构后的相位进行解包裹得到相位图；

(4)相对于步骤(1)中，移除抛磨光纤，拍摄背景全息图，并依照步骤(2)和(3)进行相位重构和解包裹，得到背景相位图；

(5)用步骤(4)得到的背景相位图对步骤(3)得到的相位图进行补偿以消除相位倾斜，得到抛磨光纤的相位图；

(6)在抛磨光纤的相位图中提取结构信息，得到抛磨面与纤芯的距离，即剩余包层厚度。

图1是马赫曾德型透射式离轴全息成像系统示意图。马赫曾德型透射式离轴全息成像实验系统包括激光器1，激光器1出射的激光经扩束准直后由光分束器5分成两束，第一束经由第一平面反射镜6到光合束器11，第二束经由第二平面反射镜7、样品池8到光合束器11，光合束器11将两束光合并后入射到CCD摄像机12，CCD摄像机12与图像处理装置相连。本实施例中，激光器1采用氦氖激光器，图像处理装置是通用的计算机。为了获得更稳定的光路，可在光路中设置4个光孔，分别设置于光分束器5与第一平面反射镜6之间、第一平面反射镜6与光合束器11之间、光分束器5与第二平面反射镜7之间以及第二平面反射镜7与光合束器11之间。

图2是样品池8的示意图，侧边抛磨光纤14竖直置于样品池8中，样品池8中填充有折射率匹配液甘油16。

准确测量侧边抛磨光纤段的包层剩余厚度的关键在于抛磨平面边缘位置。在常规的光学显微镜测量侧边抛磨光纤的剩余厚度时，由于边缘衍射效应的存在，较难确定此边缘位置，因此测量误差较大。全息图对光学待测量透明相位物体的显示方式，为解决此难题提供了方案。当光纤抛磨面15与平行光入射方向成一个夹角时,如图3，在CCD摄像机12中生成的全息图中会产生一条与沿光纤轴向的宽条纹带，如图4中虚线框中所示，这是由于平行入射光经过部分光纤体，形成了附加相位差所致，这将导致重构的相位分布图中的侧边抛磨光纤剩余厚度的测量产生较大误差。因为全息图中几乎没有了边缘衍射效应的影响，因此当抛磨面与入射光平行时，重构后的相位分布图将较准确地反映侧边抛磨光纤的剩余厚度值。因此在全息实验上，为了达到最佳测量效果，可旋转侧边抛磨光纤使得拍摄的全息图中显示的该条纹带的宽度缩为最小，如图6所示，全息图中的这个边缘就是抛磨面的边缘，也就确定了抛磨面的边缘位置。此时抛磨面平行于平行光入射方向，如图5所示。二维相位图中灰度值表示了相位值，亮度越高，则相位值越大，本具体实施方式中截取了其中一行相位数值进行图示及分析。

然后，进入到步骤(2)，采用角谱重构法对图6的离轴全息图进行相位重构，具体分为三步：

A.对离轴全息图进行二维傅里叶变换，选取其中的重构项频谱17，将零级频谱18与共轭频谱19消除；二维频谱如图23所示；

B.将重构项频谱，平移到中心位置，即零级频谱所在位置；

C.对重构项频谱进行傅里叶逆变换，得到相位分布，如图7所示。

接着，进入到步骤(3)，采用精确最小二乘法对图7进行相位解包裹，具体过程如下：

步骤(2)中重构的相位图为二维矩阵N×M，设二维包裹相位值为g(n,m)，为对应的实际连续相位值，1≤n≤N，1≤m≤M，则解包裹相位表示为

式中k(n,m)为整数，由下面方法求得；

(3.1)采用最小二乘算法得到解包裹相位相位解包裹的最小二乘算法，在数学上等于求解具有Neumann边界条件的离散泊松方程，用离散余弦变换或傅里叶变换求解该离散泊松方程；

(3.2)计算k'(n,m)：

式中INT{}为取整运算，

(3.3)判断k'(n,m)是否就是待求的k(n,m)：

当中某点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该点是连续的，否则为不连续点。如果中所有点是连续的，则k'(n,m)＝k(n,m)，就是待求的精确解包裹相位；如果在大部分区域是连续的，但是有一些离散点和/或部分区域不连续，则在这些不连续离散点或不连续区域k'(n,m)≠k(n,m)，需要进一步处理。

(3.4)处理不连续离散点和/或不连续区域边缘，作如下运算

(4)式中MEDFILT2{}为中值滤波，窗口的大小取3×3、5×5或9×9，(4)式对做中值滤波，用于平滑离散的不连续点，结果用表示，(5)式计算出这些点处k'(n,m)的值，结果用表示，最终的解包裹相位用(6)式计算，并用表示；经过(4)-(6)式的运算，原来相位连续的点依然连续，而不连续的离散点会变得连续，同时，不连续区域的边缘会变得平滑，范围也会缩小，这个过程需要重复2-5次；

(3.5)最后用下面的算法处理少数遗留下来的不连续区域，作运算

式中EDGE{}为查找边缘运算，ss为查找的结果，是一个N×M的0、±1矩阵，当被查找的点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该区域是连续区域，ss的值记为0，当被查找点的相位大于近邻的四个点的相位的平均值，且相位差绝对值大于或等于2π，ss记为-1，当被查找点的相位小于近邻四个点的相位的平均值，且相位差的绝对值大于或等于2π，ss记为1；

利用ss矩阵，使用数字图像处理中的填充算法，对进行处理，值为0的点相位不做处理；值为-1的点，相位作-2π处理，值为1的点，作+2π处理，即对相应点的作+1或－1运算，使之等于待求的k(n,m)，最终得到精确的解包裹相位，(2)-(7)式中的函数为matlab程序语言中所使用的函数形式。对图7进行相位解包裹后的相位图如图9所示。

图10显示的相位在水平方向存在明显倾斜，经分析得知，这是由于样品或CCD摄像机的放置与光轴不垂直而带来的像场倾斜失常现象，需要进行图像处理以消除，具体做法如下：

步骤(4)：相对于步骤(1)中，移除抛磨光纤，拍摄背景全息图，并依照步

骤(2)和(3)进行相位重构和解包裹，得到背景相位图，见图11；

步骤(5)：用步骤(4)得到的背景相位图对步骤(3)得到的相位图进行补偿以消除相位倾斜，得到抛磨光纤的相位图；取图11中一行的相位空间分布图如图12所示，将其拟合成一条直线，用原始相位减去背景相位的拟合值，可以将相位倾斜消除，结果如图13所示。

以标准工具对所拍摄的图像进行定标：将图1处样品池8换成显微镜测微尺，对准焦距后，用CCD摄像机12拍摄标尺图，该标尺图的像素与标准长度之间的对应关系即为CCD焦点处的图像像素与实际标准长度之间的对应关系，本实施例中为551像素对应于200微米。以下的数据分析中，使用该对应关系。

用光程计算模拟方法对完整单模光纤(图16)和侧边抛磨光纤(图5)的相位空间分布图进行了模拟，结果分别如图17和图22所示，并采用本实验系统对完整单模光纤的厚度进行了测量，并与SEM测量方法进行了对比。

如图14及图22所示，相位空间分布图与模拟计算结果相符，图中相位最高点C，该点是纤芯的中心位置所在。B、D两点之间的凸起为纤芯部分。相位在两边分别有一个跳变A点与E点，是光纤边缘位置。

图14中，AB之间距离26像素，即侧边抛磨光纤的包层剩余厚度是9.43um；AC之间距离36像素，即纤芯中央到抛磨面的距离是13.1um；BD之间距离是24像素，既纤芯部分直径为8.71um；AE之间距离208像素，即侧边抛磨光纤的抛磨面到光纤边缘之间距离是75.5um。

将侧边抛磨光纤的端面打磨抛光后，用电镜SEM观察其截面，由于SEM图不能反映光纤纤芯位置，因此用光纤抛磨面到光纤边缘之间距离来验证数字全息测量法的精度，如图15所示，根据SEM给出的标尺，光纤抛磨面到光纤边缘之间距离是75.8um。数字全息成像技术测量出的光纤抛磨面到光纤边缘之间距离与SEM测量相比，其绝对误差为0.3um，相对误差为0.39％。

为了进一步验证本方法的精确度，将被测物体换为完整的单模光纤，其全息图如图18所示，相位重构、解包裹、消倾斜后相位分布图如19所示，其中一行的相位空间分布图如图20所示。其中C点为相位最高点，是纤芯中心所在位置；B、D之间为纤芯部分；A点与E点是光纤的边缘。

图20中，BD之间距离是25像素，即纤芯部分直径为9.07um，纤芯直径与侧边抛磨光纤测量直径不同，这是由于不同光纤纤芯直径的个体差异造成的；AE之间距离350像素，即单模光纤截面直径是127.0um。

用电镜观察完整单模光纤截面，如图21所示，根据电镜的标尺，测量得到光纤的直径是127.6um，与用数字全息方法测量的光纤直径差距为0.6um。结果证明，使用数字全息成像技术不仅能够重建出侧边抛磨光纤与单模光纤的折射率分布，而且能够正确反映它们的结构尺寸，与用SEM测量方法测量出的结果相比，测量相对误差为0.47％，适合用于侧边抛磨光纤的包层剩余厚度以及光纤抛磨面到光纤边缘之间距离的测量。

图24为全息图处理流程，全息图经相位重构、解包裹、消倾斜后，即可得到被测物体相位图。本发明方法基于数字全息技术，可实现在线、无损测量，并能直接测量纤芯与抛磨面之间的距离。

Claims (8)

1.一种侧边抛磨光纤剩余包层厚度检测方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)采用马赫曾德型透射式离轴全息成像系统，拍摄包括抛磨光纤结构信息的离轴全息图；所述马赫曾德型透射式离轴全息成像实验系统包括激光器，激光器出射的激光经扩束准直后由光分束器分成两束，第一束经由第一平面反射镜到光合束器，第二束经由第二平面反射镜、样品池到光合束器，光合束器将两束光合并后入射到CCD摄像机，CCD摄像机与图像处理装置相连；侧边抛磨光纤置于填充有折射率匹配液的样品池中，旋转抛磨光纤使得抛磨面与射到抛磨光纤上的激光平行；

(2)对离轴全息图进行相位重构；

(3)对重构后的相位进行解包裹得到相位图；

(4)相对于步骤(1)中，移除抛磨光纤，拍摄背景全息图，并依照步骤(2)和(3)进行相位重构和解包裹，得到背景相位图；

(5)用步骤(4)得到的背景相位图对步骤(3)得到的相位图进行补偿以消除相位倾斜，得到抛磨光纤的相位图；

(6)在抛磨光纤的相位图中提取结构信息，得到抛磨面与纤芯的距离，即剩余包层厚度。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：

步骤(1)中，所述马赫曾德型透射式离轴全息成像系统中，第一平面反射镜与光合束器之间设置有第一显微物镜，样品池与光合束器之间设置有第二显微物镜，第一显微物镜与第二显微物镜的规格相同，且与光合束器距离相同。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：

步骤(1)中，光路中有4个光孔，分别设置于光分束器与第一平面反射镜之间、第一平面反射镜与光合束器之间、光分束器与第二平面反射镜之间以及第二平面反射镜与光合束器之间。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：

步骤(2)中，采用角谱重构法进行相位重构，具体分为三步：

A.对离轴全息图进行二维傅里叶变换，选取其中的重构项频谱，将零级频谱与共轭频谱消除；

B.将重构项频谱平移到中心位置，即原零级频谱所在位置；

C.对重构项频谱进行傅里叶逆变换，得到相位分布。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：

步骤(3)中，采用精确最小二乘法解包裹。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：精确最小二乘法解包裹的具体过程如下：

步骤(2)中重构的相位图为二维矩阵N×M，设二维包裹相位值为g(n,m)，为对应的实际连续相位值，1≤n≤N，1≤m≤M，则解包裹相位表示为

式中k(n,m)为整数，由下面方法求得；

(3.1)采用最小二乘算法得到解包裹相位相位解包裹的最小二乘算法，在数学上等于求解具有Neumann边界条件的离散泊松方程，用离散余弦变换或傅里叶变换求解该离散泊松方程；

(3.2)计算k'(n,m)：

式中INT{}为取整运算，

(3.3)判断k'(n,m)是否就是待求的k(n,m)：

当中某点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该点是连续的，否则为不连续点；如果中所有点是连续的，则k'(n,m)＝k(n,m)，就是待求的精确解包裹相位；如果在大部分区域是连续的，但是有一些离散点和/或部分区域不连续，则在这些不连续离散点或不连续区域k'(n,m)≠k(n,m)，需要进一步处理；

(3.4)处理不连续离散点和/或不连续区域边缘，作如下运算

(4)式中MEDFILT2{}为中值滤波，窗口的大小取3×3、5×5或9×9，(4)式对做中值滤波，用于平滑离散的不连续点，结果用表示，(5)式计算出这些点处k'(n,m)的值，结果用表示，最终的解包裹相位用(6)式计算，并用表示；经过(4)-(6)式的运算，原来相位连续的点依然连续，而不连续的离散点会变得连续，同时，不连续区域的边缘会变得平滑，范围也会缩小，这个过程需要重复2-5次；

(3.5)最后处理少数遗留下来的不连续区域，作运算

式中EDGE{}为查找边缘运算，ss为查找的结果，是一个N×M的0、±1矩阵，当被查找的点的相位与其近邻的四个点的相位的平均值相比，其相位差绝对值小于2π，则该区域是连续区域，ss的值记为0，当被查找点的相位大于近邻的四个点的相位的平均值，且相位差绝对值大于或等于2π，ss记为-1，当被查找点的相位小于近邻四个点的相位的平均值，且相位差的绝对值大于或等于2π，ss记为1；

利用ss矩阵，对进行处理，值为0的点相位不做处理；值为-1的点，相位作-2π处理，值为1的点，作+2π处理，即对相应点的作+1或－1运算，使之等于待求的k(n,m)，最终得到精确的解包裹相位，(2)-(7)式中的函数为matlab程序语言中所使用的库函数。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：步骤(5)中，补偿方式是步骤(3)的相位图直接与步骤(4)得到的背景相位图相减。

8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：步骤(5)中，补偿方式是先将步骤(4)得到的背景相位图进行线性拟合，然后再将步骤(3)的相位图与线性拟合后的背景相位图相减。