CN105527027A - 亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 - Google Patents
亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105527027A CN105527027A CN201610008014.7A CN201610008014A CN105527027A CN 105527027 A CN105527027 A CN 105527027A CN 201610008014 A CN201610008014 A CN 201610008014A CN 105527027 A CN105527027 A CN 105527027A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diffraction
- optical fiber
- sub
- pore size
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 59
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 4
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J9/0215—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods by shearing interferometric methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J2009/0223—Common path interferometry; Point diffraction interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J2009/0242—Compensator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,通过无成像镜头的CCD探测器获取原始剪切波前数据,利用三维坐标重构对剪切波面数据进行预校正,再获取180度旋转测量探头后的预校正数据,将二者叠加,消除两点衍射源偏移引入的结构误差,得到真实剪切波面数据,再根据差分泽尼克多项式拟合方法拟合得到待测的亚微米孔径光纤点衍射波前,实现亚微米孔径光纤点衍射波前的高精度测量。
Description
技术领域
本发明属于光学测量技术领域,尤其涉及一种亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法。
背景技术
随着光学制造技术的发展,干涉测量技术已得到广泛应用。传统的干涉仪,如斐索干涉仪和泰曼-格林干涉仪,一般采用标准透镜来产生参考波前,其可达到的测量精度受标准透镜精度限制。点衍射干涉仪利用一点衍射波前作为理想的球面参考波前,克服了由于标准元件的精度限制,在高精度球面和平面等面形检测以及三维坐标绝对测量中得到了广泛应用。相比于传统的针孔点衍射干涉仪以及单模光纤点衍射干涉仪,亚微米孔径光纤点衍射干涉仪由于可同时获得大数值孔径波前和高点衍射光能量,极大的扩展了点衍射干涉仪的应用范围。
由于实现点衍射干涉仪测试的精度主要取决于衍射波前的球形,球形的衍射波前分析已成为评估点衍射干涉仪的性能的根本途径。各种实验测试提出了如何测量点衍射波前的球形,其中大部分都是基于剪切法和混合法。通常情况下,混合方法需要几个测量与测试光学旋转和位移,它对环境干扰很敏感,不能完全独立的系统误差。剪切法是一个自我参照的方法,它被广泛地应用于重建点衍射波前校正点衍射干涉仪。然而,它需要系统结构参数等先验知识,以便于去除高阶像差,特别在高数值孔径的情况下,点衍射源偏移量不可忽略,会造成较大的测量误差。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题,提供一种亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,其针对两点衍射源间距结构参量与结构误差存在奇函数关系,提出了基于三维坐标重构以及对称位置补偿的结构误差校正方法,解决了点衍射源偏移引入的结构误差问题,并使用差分泽尼克多项式拟合方法,进而实现亚微米孔径光纤点衍射波前的高精度测量。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,包括如下步骤:
(1-1)将两根具有相同结构尺寸的亚微米孔径光纤安装于亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的测量探头中,所述的亚微米孔径光纤的前端头呈锥形,构成锥形探针出光端面,两个锥形探针出光端面并排且共面,水平放置所述的测量探头,并且使两个所述的锥形探针出光端面的连线呈水平方向;
(1-2)将所述的亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的参考路和检测路的两路相干光分别导入两根亚微米孔径光纤,采用不带成像镜头的CCD探测器采集来自于两根亚微米孔径光纤的点衍射干涉图,利用多步移相算法解调出对应的点衍射剪切波面数据ΔW(s),其中s为两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量;
(1-3)在点衍射剪切波面数据ΔW(s)中选取6个以上像素点处的相位值,组成非线性超定方程组,运用迭代优化算法重构出两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),已知所述的CCD探测器上每像素点坐标为(x,y,z),根据光程差公式:
生成理想波面数据ΔW(s)′;
(1-4)将所述的测量探头绕其轴线旋转180度,使两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量变为-s,保持CCD探测器位置不变,重复步骤(1-2),得到另一组点衍射剪切波面数据ΔW(-s),再用点衍射剪切波面数据ΔW(-s)重复步骤(1-3),得到对应的另一组理想波面数据ΔW(-s)′;
(1-5)利用基于三坐标重构得到的两组理想波面数据(ΔW(s)′,ΔW(-s)′),对测量得到的原始点衍射剪切波面数据(ΔW(s),ΔW(-s))进行第一步校正:
得到初步校正后的点衍射剪切波面数据
(1-6)将初步校正后的点衍射剪切波面数据进行叠加,实现点衍射剪切波面数据的第二步校正,得到不存在结构误差的真实点衍射剪切波面ΔW:
作为优选,所述的亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,包括亚波长孔径光纤点衍射波前重构方法:
(2-1)利用步骤(1-3)所重构得到的两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),计算得到两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量s,
并据此得到相应的差分泽尼克多项式ΔZ={ΔZi},
ΔZi(x,y)=Zi(x,y)-Zi(x+s,y)
其中,下标i表示多项式的项数,{Zi}表示泽尼克多项式,坐标(x,y)为波面上各点坐标数据;
(2-2)利用最小二乘法对步骤(1-6)所获得的真实点衍射剪切波面ΔW进行差分泽尼克多项式拟合,得到差分泽尼克多项式系数a={ai},
a=(ΔZTΔZ)-1ΔZTΔW,
其中T表示转置运算;
(2-3)利用差分泽尼克多项式系数a={ai},即可重构得到实际待测的亚微米孔径光纤点衍射波面数据W0,
本发明通过CCD探测器获取原始剪切波前数据,利用三维坐标对剪切波前数据进行了预校正,再获取旋转测量探头后的预校正数据,将二者叠加,即可消除点衍射源偏移引入的高阶像差,得到真实的点衍射剪切波前数据,并根据差分泽尼克多项式拟合方法得到亚微米孔径光纤点衍射波前的高精度测量。
本发明的有益效果是:操作简单、高效,可通用化,可实现超高精度的校正,适用于任何数值孔径的点衍射探头的测量,在无需了解关于干涉仪特性、点衍射源数值孔径等先验信息的情况下,即可实现结构误差的高精度校正,实现亚微米孔径光纤点衍射波前的高精度测量,可在实际点衍射干涉仪测量中得到很好的应用。
附图说明
图1是本发明中测量探头的一种立体结构示意图。
图2是本发明中亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的一种连接结构示意图。
图3是点衍射源偏移引入结构误差的几何模型示意图。
图4是点衍射源偏移量为s的原始的点衍射剪切波面数据图。
图5是点衍射源偏移量为-s的原始的点衍射剪切波面数据图。
图6是点衍射源偏移量为s预校正剪切波面数据。
图7是点源偏移量为-s预校正剪切波面数据。
图8是本发明实施例经过两步校正后的实验结果。
图9是本发明实施例经过亚波长孔径光纤点衍射波前重构方法的实验结果。
图中1.激光器,2.第一半波片,3.第二半波片,4.分光棱镜,5.第一光纤耦合器,6.第二光纤耦合器,7.测量探头,8.1/4波片,9.反射镜,10.压电陶瓷,11.电脑,12.亚微米孔径光纤,13.CCD探测器。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:本实施例的亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,采用亚波长孔径光纤点衍射干涉仪,如图2所示,亚波长孔径光纤点衍射干涉仪包括激光器1、第一半波片2、分光棱镜4、第二半波片3、第一光纤耦合器5、第二光纤耦合器6、测量探头7和1/4波片8、反射镜9、压电陶瓷10,激光器1发出的光经第一半波片2到分光棱镜4,经分光棱镜4分光,一路光路经第二半波片3到第一光纤耦合器5,另一路光路到第二光纤耦合器6,还有一路经1/4波片8到反射镜9,反射镜9放置在压电陶瓷10上,压电陶瓷10和电脑11相连。如图1所示,测量探头7中安装有两根具有相同结构尺寸的亚微米孔径光纤12,亚微米孔径光纤12的前端头呈锥形,构成锥形探针出光端面,两个锥形探针出光端面并排且共面,两根亚微米孔径光纤的后端头分别和第一光纤耦合器5、第二光纤耦合器6相连。不带成像镜头的CCD探测器13放置在和测量探头7的出光端面相对的位置处,CCD探测器13的数据线和电脑11相连。
亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,包括如下步骤:
(1-1)如图1所示,将两根具有相同结构尺寸的亚微米孔径光纤安装于亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的测量探头中,亚微米孔径光纤的前端头呈锥形,构成锥形探针出光端面,两个锥形探针出光端面并排且共面,水平放置测量探头,并且使两个锥形探针出光端面的连线呈水平方向;
(1-2)将亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的参考路和检测路的两路相干光分别导入两根亚微米孔径光纤,采用不带成像镜头的CCD探测器采集来自于两根亚微米孔径光纤的点衍射干涉图,利用多步移相算法解调出对应的点衍射剪切波面数据ΔW(s),其中s为两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量;
(1-3)在点衍射剪切波面数据ΔW(s)中选取6个以上像素点处的相位值,组成非线性超定方程组,运用迭代优化算法重构出两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),已知CCD探测器上每像素点坐标为(x,y,z),根据光程差公式:
生成理想波面数据ΔW(s)′;
(1-4)将测量探头绕其轴线旋转180度,使两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量变为-s,保持CCD探测器位置不变,重复步骤(1-2),得到另一组点衍射剪切波面数据ΔW(-s),再利用该点衍射剪切波面数据ΔW(-s)重复步骤(1-3),得到对应的另一组理想波面数据ΔW(-s)′;
(1-5)利用基于三坐标重构得到的两组理想波面数据(ΔW(s)′,ΔW(-s)′),对测量得到的原始点衍射剪切波面数据(ΔW(s),ΔW(-s))进行第一步校正:
得到初步校正后的点衍射剪切波面数据
如图3所示,是两根亚微米孔径光纤的几何误差分析图,S1、S2代表两根亚微米孔径光纤,定义测量探头出光端面和CCD探测器的探测面之间的距离为D,S1是坐标系统的原点。S1与S2之间的距离(点源间距)为s,S1与S2到CCD探测器上一个随机点P的距离分别为R1与R2,可以得到S1、S2和P点坐标分别为(0,0,0)、(s,0,0)和(x,y,D),R1与R2光程差ΔR:
为了简化分析,定义r为极半径,θ为极角,将直角坐标系下光程差变为极坐标系光程差得:
定义Rm为CCD探测器的半径,NA为测量光束的最大数值孔径,假设:
其中,ρ代表归一化半径,采用泽尼克多项式表示光程差ΔR得:
ΔR=a2Z2+a9Z9+a19Z19+a33Z33
其中Z2为x方向的倾斜项,Z9、Z19和Z33是泽尼克多项式的一级、二级和x方向的彗差项,a2,a9,a19和a33分别为对应的系数,并得到:
由上式可知,泽尼克系数均为奇函数,定义ΔR(s)为点源偏移量为s所引入的剪切波前像差,ΔR(-s)为点源偏移量为-s所引入的剪切波前像差,得ΔR(s)和ΔR(-s)是点源偏移量s的奇函数,进而得到:
ΔR(s)+ΔR(-s)≌0
定义偏移量s和-s的对应初步校正的剪切波前数据为和待测剪切波前为ΔW可以得到:
(1-6)将步骤(1-5)处理得到初步校正后的点衍射剪切波面数据进行叠加,实现点衍射剪切波面数据的第二步校正,得到不含结构误差的真实点衍射剪切波面ΔW:
亚波长孔径光纤点衍射波前重构方法为:
(2-1)利用上述步骤(1-3)所重构得到的两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),计算得到两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量s,
并据此得到相应的差分泽尼克多项式ΔZ={ΔZi},
ΔZi(x,y)=Zi(x,y)-Zi(x+s,y)
其中,下标i表示多项式的项数,{Zi}表示泽尼克多项式,坐标(x,y)为波面上各点坐标数据。
(2-2)利用最小二乘法对上述步骤(1-6)所获得的真实点衍射剪切波面ΔW进行差分泽尼克多项式拟合,得到差分泽尼克多项式系数a={ai},
a=(ΔZTΔZ)-1ΔZTΔW
其中T表示转置运算;
(2-3)利用步骤(2-2)得到的差分泽尼克多项式系数a={ai},即可高精度重构得到实际待测的亚微米孔径光纤点衍射波面数据W0,
本发明由点源间距的结构参量与结构误差的奇函数关系,提出了对称的系统误差消除方法,解决了点衍射源偏移引入的结构误差问题。在点衍射源偏移量超过50μm,数值孔径NA为0.1的前提下,用传统泽尼克拟合的方法,残余误差均方根大于2.0×10-3λ,并随着数值孔径的不断增大,传统方法的残余误差均方根将显著增大。在点源偏移量超过300μm,数值孔径NA为0.6情况下,用本发明提出的方法进行点衍射波前测量的残余误差均方根小于1.0×10-4λ。
再以一个具体的测量实例作进一步说明。
采用本发明的方法对点源偏移量是250μm、数值孔径NA为0.60的亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的测量探头进行测量校正,包括如下步骤:
(1-1)如图1所示,将两根具有相同结构尺寸的亚微米孔径光纤安装于亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的测量探头中,亚微米孔径光纤的前端头呈锥形,构成锥形探针出光端面,两个锥形探针出光端面并排且共面安装于一个测量探头中,水平放置测量探头,并且使两个锥形探针出光端面的连线呈水平方向;
(1-2)如图2所示,将亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的参考路和检测路的两路相干光分别导入两根亚微米孔径光纤,并利用丹麦JAIRMC-4200GECCD探测器采集来自于两亚微米孔径光纤的点衍射干涉图,利用多步移相算法解调出对应的点衍射剪切波面数据ΔW(s),如图4所示,两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量s=250μm;
(1-3)在点衍射剪切波面数据ΔW(s)中选取6个以上像素点处的相位值,组成非线性超定方程组,运用迭代优化算法重构出两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标为(0.125,0,300)和(-0.125,0,300),已知CCD探测器上每像素点坐标为(x,y,z),根据光程差公式:
生成理想波面数据ΔW(s)′;
(1-4)将测量探头绕其轴线旋转180度,使两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量变为-s,保持CCD探测器位置不变,重复步骤(1-2),得到另一组点衍射剪切波面数据ΔW(-s),如图5所示,再利用该波面数据ΔW(-s)重复步骤(1-3),得到对应的另一组理想波面数据ΔW(-s)′;
(1-5)利用基于三坐标重构得到的两组理想波面数据(ΔW(s)′,ΔW(-s)′),对测量得到的原始点衍射剪切波面数据(ΔW(s),ΔW(-s))进行第一步校正:
得到如图6与图7所示的初步校正后点衍射剪切波面数据
(1-6)将步骤(1-5)处理得到初步校正后的点衍射剪切波面数据进行叠加,实现点衍射剪切波面数据的第二步校正,得到不含结构误差的真实点衍射剪切波面ΔW,如图8所示,
亚波长孔径光纤点衍射波前重构方法为:
(2-1)利用步骤(1-3)所重构得到的两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标(0.125,0,300)和(-0.125,0,300),计算得到两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量s=250μm,并据此得到相应的差分泽尼克多项式ΔZ={ΔZi},
ΔZi(x,y)=Zi(x,y)-Zi(x+s,y)
其中,下标i表示多项式的项数,{Zi}表示泽尼克多项式,坐标(x,y)为波面上各点坐标数据;
(2-2)利用最小二乘法对所获得的真实点衍射剪切波面ΔW进行差分泽尼克多项式拟合,得到差分泽尼克多项式系数a={ai},
a=(ΔZTΔZ)-1ΔZTΔW,
其中T表示转置运算;
(2-3)利用步骤(2-2)得到的差分泽尼克多项式系数a={ai},即可高精度重构得到实际待测的亚微米孔径光纤点衍射波面数据W0,如图9所示,
通过实验验证,在所提出的方法中的预校正波前剪切数据相对于传统的方法,可以显著减少系统误差,均方根值为0.0077λ。为了最大限度地减少残余的系统误差,实现对点衍射波前的高精度测量,以对称点源偏移补偿为基础,再对预校正数据进行叠加,均方根值可以减少到0.8253×10-4λ。这表明采用本发明的方法进行测量,消除了结构误差,实现了点衍射波前的高精度测量。
Claims (2)
1.一种亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,其特征在于包括如下步骤:
(1-1)将两根具有相同结构尺寸的亚微米孔径光纤安装于亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的测量探头中,所述的亚微米孔径光纤的前端头呈锥形,构成锥形探针出光端面,两个锥形探针出光端面并排且共面,水平放置所述的测量探头,并且使两个所述的锥形探针出光端面的连线呈水平方向;
(1-2)将所述的亚波长孔径光纤点衍射干涉仪的参考路和检测路的两路相干光分别导入两根亚微米孔径光纤,采用不带成像镜头的CCD探测器采集来自于两根亚微米孔径光纤的点衍射干涉图,利用多步移相算法解调出对应的点衍射剪切波面数据ΔW(s),其中s为两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量;
(1-3)在点衍射剪切波面数据ΔW(s)中选取6个以上像素点处的相位值,组成非线性超定方程组,运用迭代优化算法重构出两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),已知所述的CCD探测器上每像素点坐标为(x,y,z),根据光程差公式:
生成理想波面数据ΔW(s)′;
(1-4)将所述的测量探头绕其轴线旋转180度,使两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量变为-s,保持CCD探测器位置不变,重复步骤(1-2),得到另一组点衍射剪切波面数据ΔW(-s),再用点衍射剪切波面数据ΔW(-s)重复步骤(1-3),得到对应的另一组理想波面数据ΔW(-s)′;
(1-5)利用基于三坐标重构得到的两组理想波面数据(ΔW(s)′,ΔW(-s)′),对测量得到的原始点衍射剪切波面数据(ΔW(s),ΔW(-s))进行第一步校正:
得到初步校正后的点衍射剪切波面数据
(1-6)将初步校正后的点衍射剪切波面数据进行叠加,实现点衍射剪切波面数据的第二步校正,得到不存在结构误差的真实点衍射剪切波面ΔW:
2.根据权利要求1所述的亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法,其特征在于包括亚波长孔径光纤点衍射波前重构方法:
(2-1)利用步骤(1-3)所重构得到的两亚微米孔径光纤点衍射源的三维坐标(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),计算得到两亚微米孔径光纤点衍射源的横向偏移量s,
并据此得到相应的差分泽尼克多项式ΔZ={ΔZi},
ΔZi(x,y)=Zi(x,y)-Zi(x+s,y)
其中,下标i表示多项式的项数,{Zi}表示泽尼克多项式,坐标(x,y)为波面上各点坐标数据;
(2-2)利用最小二乘法对步骤(1-6)所获得的真实点衍射剪切波面ΔW进行差分泽尼克多项式拟合,得到差分泽尼克多项式系数a={ai},
a=(ΔZTΔZ)-1ΔZTΔW,
其中T表示转置运算;
(2-3)利用差分泽尼克多项式系数a={ai},即可重构得到实际待测的亚微米孔径光纤点衍射波面数据W0,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610008014.7A CN105527027B (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610008014.7A CN105527027B (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105527027A true CN105527027A (zh) | 2016-04-27 |
CN105527027B CN105527027B (zh) | 2018-11-02 |
Family
ID=55769396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610008014.7A Expired - Fee Related CN105527027B (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105527027B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105933060A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-07 | 温州大学 | 一种基于动力学反馈神经网络的波前重构方法 |
CN109341523A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-02-15 | 中国计量大学 | 一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法 |
CN109528161A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 浙江大学 | 一种基于机器学习的高速高分辨扫描显微成像系统与方法 |
CN113218519A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-06 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种基于双层亚波长孔结构的径向剪切波前测量系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103217104A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-07-24 | 中国计量学院 | 一种点衍射三维绝对位移无导轨测量装置及方法 |
CN104330039A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-02-04 | 中国计量学院 | 一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置及方法 |
-
2016
- 2016-01-05 CN CN201610008014.7A patent/CN105527027B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103217104A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-07-24 | 中国计量学院 | 一种点衍射三维绝对位移无导轨测量装置及方法 |
CN104330039A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-02-04 | 中国计量学院 | 一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置及方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
代晓珂 等: "点衍射干涉波前参考源误差及公差分析", 《中国光学》 * |
刘克 等: "一种新的相移点衍射干涉仪系统误差标定方法", 《光学学报》 * |
王道档 等: "基于Levenbery-Marquardt算法的点衍射三维坐标测量方法", 《光学学报》 * |
王道档 等: "点衍射球面检测中的斜反射波前像差校正", 《光学学报》 * |
邵晶: "点衍射干涉仪基准波前质量测评研究", 《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》 * |
陈茜茜 等: "亚波长孔径光纤点衍射波前质量分析", 《光学学报》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105933060A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-07 | 温州大学 | 一种基于动力学反馈神经网络的波前重构方法 |
CN105933060B (zh) * | 2016-06-24 | 2018-02-13 | 温州大学 | 一种基于动力学反馈神经网络的波前重构方法 |
CN109341523A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-02-15 | 中国计量大学 | 一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法 |
CN109528161A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 浙江大学 | 一种基于机器学习的高速高分辨扫描显微成像系统与方法 |
CN109528161B (zh) * | 2018-11-06 | 2021-01-12 | 浙江大学 | 一种基于机器学习的高速高分辨扫描显微成像系统与方法 |
CN113218519A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-06 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种基于双层亚波长孔结构的径向剪切波前测量系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105527027B (zh) | 2018-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102519388B (zh) | 大口径离轴凸非球面反射镜面形检测方法 | |
CN106052583B (zh) | 基于可变补偿透镜的非球面面形干涉测量方法及装置 | |
CN102564738B (zh) | 折射率分布测量方法、装置和制造光学元件的方法 | |
CN105527027A (zh) | 亚微米孔径光纤点衍射波前测量的结构误差校正方法 | |
CN101290218B (zh) | 用于校正非球面非零位检测时的原理误差的方法 | |
CN104570621B (zh) | 一种双光束曝光系统中光栅衍射波面误差的反馈调节方法 | |
Elloumi et al. | Error correction algorithms in non-null aspheric testing next generation sequencing data | |
CN203298878U (zh) | 条纹对比度与载频可调的环路点衍射干涉波前传感器 | |
CN103591888A (zh) | 大口径离轴非球面光学元件几何参数的测算方法 | |
CN103134660B (zh) | 基于像散分解获得望远镜主次镜对准误差的方法 | |
CN104165755B (zh) | 光栅剪切波像差检测干涉仪及其检测方法 | |
Wang et al. | Systematic error control for deflectometry with iterative reconstruction | |
CN103335731A (zh) | 光栅剪切波像差检测干涉仪及检测方法 | |
CN103528539A (zh) | 基于点源阵列的非零位干涉系统 | |
CN103969034B (zh) | 一种基于光学系统失调量解算的光机结构稳定性评估方法 | |
Peng et al. | Variable optical null based on a yawing CGH for measuring steep acylindrical surface | |
CN103852030B (zh) | 用于倾斜波面非零位干涉系统的自由曲面面形重构方法 | |
Chen et al. | Flexible and high-resolution surface metrology based on stitching interference microscopy | |
CN105823563A (zh) | 动态高分辨率波前测量装置及方法 | |
Lyu et al. | Robust and accurate measurement of optical freeform surfaces with wavefront deformation correction | |
Nunnari et al. | Inversion of SAR data in active volcanic areas by optimization techniques | |
CN102927930B (zh) | 采用平行光管拼接检测超大口径反射镜面形误差的方法 | |
Tian et al. | Structure shape measurement method based on an optical fiber shape sensor | |
Fortmeier et al. | Steps towards traceability for an asphere interferometer | |
CN103234478B (zh) | 一种采用多波长剪切干涉测量物体表面形貌的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: The town of Anping Road Wenling city Taizhou city Zhejiang province 317523 No. 120 Applicant after: CHINA JILIANG UNIVERSITY Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310018 Xiasha Higher Education Park source Street No. 258 Applicant before: China Jiliang University |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181102 |