CN114964054A - 一种面形检测系统及方法 - Google Patents

一种面形检测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114964054A
CN114964054A CN202210893739.4A CN202210893739A CN114964054A CN 114964054 A CN114964054 A CN 114964054A CN 202210893739 A CN202210893739 A CN 202210893739A CN 114964054 A CN114964054 A CN 114964054A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surface shape
phase
circularly polarized
degrees
measured object
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
Application number
CN202210893739.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114964054B (zh
Inventor
沃林
沃家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Yingshi Measurement Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Yingshi Measurement Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Yingshi Measurement Technology Co ltd filed Critical Suzhou Yingshi Measurement Technology Co ltd
Priority to CN202210893739.4A priority Critical patent/CN114964054B/zh
Publication of CN114964054A publication Critical patent/CN114964054A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114964054B publication Critical patent/CN114964054B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/254—Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种面形检测系统及方法。激光器出射的光经过偏振光栅被分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光后经反射镜反射进入光纤耦合器，再耦合至亚波长孔径单模光纤产生点衍射球面波前，点衍射球面波前经测量探头内准直镜组产生平面波W1和W2，平面波W1和W2产生的干涉条纹投射至被测物体表面并随被测物体表面产生形变，由偏振相机实时拍摄被测物体表面的干涉条纹，获取四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图，采用四步移相算法实现被测物体表面面形测量。通过本发明提供了一种测量速度快、高精度、可大动态范围测量复合表面面形的瞬态移相装置。

Description

一种面形检测系统及方法
技术领域
本发明涉及光学测量领域，具体涉及一种面形检测系统及方法。
背景技术
随着现代精密测量技术的快速发展，光学三维测量技术以其非接触、测量速度快、无损性等优点在工业检测、生物医学和虚拟现实等领域被广泛应用。根据被测物体表面的反射性质不同，光学三维测量技术的研究对象主要分为漫反射和镜面反射表面。现有的面形测量方法主要有基于结构光投影的条纹投影轮廓术、基于结构光反射的相位测量偏折术和干涉法。其中，条纹投影轮廓术是一种基于系统中相机、结构光和物体之间的几何关系来确定物体的三维面形信息的测量方法，只适用于漫反射表面测量，测量精度只能达到亚毫米量级。相位测量偏折只适用于镜面测量，测量精度能达到亚微米量级，但测量精度极大依赖于系统结构参数标定精度。干涉法是测量镜面的最佳方法，精度可以达到几百分之一波长，尤其是一种基于点衍射干涉的高精度表面轮廓测量方法，中国专利申请公布号CN101915556B，申请公布日2010年12月15日，名称为“可用于低反射率光学球面面形检测的偏振点衍射干涉系统”，公开了可用于低反射率光学球面面形检测的偏振点衍射干涉系统，可达到千分之三波长的测量精度，但测量动态范围小，只适用于球面等光学表面。综上所述，以上几种测量方法都无法对复合表面面形进行高精度、大动态范围测量。随着先进制造技术的发展，零件的复杂性和多样性越来越明显，航空航天和先进制造中存在许多漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面。在不改变被测物体表面反射性质的条件下，急需研究一种针对复合表面面形测量的新方法，能大动态范围测量复合表面并快速、高精度的获取其三维面形数据。
发明内容
为了解决现有技术存在的难以快速和高精度的测量复合表面面形的问题，本发明提供了一种面形检测系统及方法。
一种面形检测系统，适用于漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面的面形检测，包括：
检测信号单元：产生一左旋圆偏振平面波和一右旋圆偏振平面波，干涉后产生干涉条纹用于检测；
测量平台：设置为用于放置待测物体，所述左旋圆偏振平面波和所述右旋圆偏振平面波干涉产生的干涉条纹投影在所述待测物体上；
偏振相机：设置有用于采集所述待测物体表面的四幅相位差为π/2的干涉图的四个通道，别对应透光轴角度为0°、45°、90°和135°的四个相邻的微偏振片阵列；
计算机：用于根据四幅相位差为π/2的干涉图的强度分布，利用四步移相算法计算得到所述待测物体表面的瞬态相位分布，从而得到待测物体的面形。
作为本发明的进一步改进，所述检测信号单元包括：
激光器，产生一激光光束；
偏振光栅，所述激光器产生的激光光束由该偏振光栅分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光；
第一光纤耦合器，所述左旋圆偏振光通过该第一光纤耦合器耦合至光纤中；
第二光纤耦合器，所述右旋圆偏振光通过该第二光纤耦合器耦合至光纤中；
第一亚波长孔径单模光纤，出射端为锥形探针结构的单模光纤，与所述第一光纤耦合器相连，出射端产生点衍射球面波前；
第二亚波长孔径单模光纤，出射端为锥形探针结构的单模光纤，与所述第二光纤耦合器相连，出射端产生点衍射球面波前；
测量探头，设置有将所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤并排夹持的夹持区以及用于对所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤出射光线进行准直的准直透镜，所述测量探头出射端出射左旋圆偏振平面波W1和右旋圆偏振平面波W2。
作为本发明的进一步改进，检测信号单元还包括设置于所述偏振光栅和所述第一光纤耦合器之间的第一反射镜，用于调节所述左旋圆偏振光的传输路径，使得所述左旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合。
作为本发明的进一步改进，检测信号单元还包括设置于所述偏振光栅和所述第二光纤耦合器之间的第二反射镜，用于调节所述右旋圆偏振光的传输路径，使得所述右旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合。
作为本发明的进一步改进，所述测量探头与所述测量平台法线所成的干涉条纹投影角为38°。
作为本发明的进一步改进，所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤的出射端的间距为445μm。
作为本发明的进一步改进，偏振相机前设置有成像镜头，用于辅助偏振相机清晰成像。
一种面形检测方法，适用于漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面的面形检测，使用上述的面形检测系统，包括以下步骤：
S1：将一高精度标准平面置于所述测量平台上，所述测量探头发出的平面波W1和平面波W2产生的干涉条纹投射至该标准平面，采集四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图；
S2：对检测所述标准平面获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取所述标准平面测量结果，并作为系统误差存储于数据处理系统中；
S3：将所述被测物体置于所述测量平台上，所述测量探头发出的平面波W1和平面波W2产生的干涉条纹投射至所述被测物体表面并随所述被测物体表面产生形变，采集四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图；
S4：对检测所述被测物体获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取所述被测物体表面的测量结果，去除系统误差后得到所述被测物体表面面形。
作为本发明的进一步改进，步骤S2包括：
S21：设所述偏振相机0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得标准平面的相位φ 0分布为
Figure 666484DEST_PATH_IMAGE001
；
S22：所述标准平面上的光程差OPD 0为
Figure 900019DEST_PATH_IMAGE002
，其中λ为所述激光器的激光波长；
S23：平面波W1和平面波W2的夹角γ为
Figure 199414DEST_PATH_IMAGE003
，其中，l为两个光纤出射端间距，f为准直镜组焦距；
S24：标准平面测量结果W 0为
Figure 504493DEST_PATH_IMAGE004
，θ为干涉条纹投影角，将W 0作为系统误差存储于数据处理系统中。
作为本发明的进一步改进，步骤S4包括：
S41：设所述偏振相机0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij´（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得到所述被测物体表面上的相位φ 1分布为
Figure 635260DEST_PATH_IMAGE005
；
S42：所述被测物体表面上的光程差OPD 1为
Figure 977380DEST_PATH_IMAGE006
，其中λ为所述激光器的激光波长；
S43：得到所述被测物体表面的测量结果W 1为
Figure 905016DEST_PATH_IMAGE007
，θ为干涉条纹投影角；
S44：得出被测物体11表面面形W为
Figure 420310DEST_PATH_IMAGE008
。
本发明的有益效果：
1、本发明的面形检测系统及方法将干涉条纹投射至待测物体通过对待测物体表面的干涉条纹的采集和计算检测待测物体的面形，可以检测漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面。
2、本发明采用左旋圆偏振光和右旋圆偏振光进行干涉，偏振光干涉产生的干涉条纹对比度会明显优于普通参考光，而圆偏振光产生的干涉条纹又是各个偏振态的偏振光干涉条纹中对比度最优的。
3、利用偏振相机中透光轴角度为0°、45°、90°和135°的四个相邻的微偏振片阵列单帧拍摄，可同时提取到四幅瞬态移相干涉图，无需使用昂贵的压电换能器、线性转换器等机械相移机制，就可实现波面的瞬态干涉测量，具有很强抗干扰能力，提高了测量速度并降低了测量的成本。
4、采用高精度、结构简单、快速计算、实时性好的四步移相算法，满足系统的快速、高精度测量的要求，提高了漫反射表面面形测量的精度，能实现对复合表面面形的大动态范围测量。
附图说明
图1是本发明的连接示意图。
图2是本发明的测量探头内部结构示意图。
图3为干涉条纹投影角θ示意图。
图中标号说明：1、激光器，2、偏振光栅，3、第一反射镜，4、第二反射镜，5、第一光纤耦合器，6、第二光纤耦合器，7、第一亚波长孔径单模光纤，8、第二亚波长孔径单模光纤，9、测量探头，10、测量平台，11、被测物体，12、成像镜头，13、偏振相机，14、计算机，101、准直透镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明优选实施例公开了一种面形检测系统，利用两束光干涉的干涉条纹投影在物体表面，获取表面干涉条纹分布情况，从而对物体表面面形进行检测，该系统适用于检测漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面。偏振光干涉产生的干涉条纹对比度会明显优于普通参考光，而圆偏振光产生的干涉条纹又是各个偏振态的偏振光干涉条纹中对比度最优的，因此本发明的实施例采用左旋圆偏振光和右旋圆偏振光进行干涉。本发明的面形检测系统包括：检测信号单元、测量平台和采集计算单元。
检测信号单元：两束相互干涉的平面波产生干涉条纹投射至被测物体11表面；
激光器1，产生一激光光束；
偏振光栅2，激光器1产生的激光光束由偏振光栅2分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光；
第一反射镜3，调节左旋圆偏振光的传输路径，使得所述左旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合；
第二反射镜4，调节右旋圆偏振光的传输路径，使得所述右旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合；
第一光纤耦合器5，调节后的左旋圆偏振光通过第一光纤耦合器5耦合至光纤中；
第二光纤耦合器6，调节后的右旋圆偏振光通过第二光纤耦合器6耦合至光纤中；
第一亚波长孔径单模光纤7，出射端为锥形探针结构的单模光纤，出射端产生点衍射球面波前；
第二亚波长孔径单模光纤8，出射端为锥形探针结构的单模光纤，出射端产生点衍射球面波前；
测量探头9，如图2所示，测量探头9内设置有将第一亚波长孔径单模光纤7和第二亚波长孔径单模光纤8并排夹持的夹持区以及用于对第一亚波长孔径单模光纤7和第二亚波长孔径单模光纤8出射光线进行准直的准直透镜101；
其中，第一亚波长孔径单模光纤7和第二亚波长孔径单模光纤8位于准直透镜101的后焦面上，第一亚波长孔径单模光纤7和第二亚波长孔径单模光纤8的出射光线通过准直透镜101进行准直后产生平面波W1和平面波W2，由测量探头出射端射出。
当光从大端向小端传输时，由于小端数值孔径较大，锥形光纤内传输的光能不会增加，所以对于小端来说，单位面积上的光通量得到了增加，从而在小端的出光处的光强随着光通量的增加而具有比较好的聚光特性。
测量平台10：测量平台设置为用于放置被测物体11，两个平面波W1、W2形成的干涉条纹将实时显示在置于测量平台10上的被测物体11表面。
当投射角度不同时，投射在被测物体表面的条纹粗细就会不同，也就是在同一视场范围内，条纹数会不同，过密会无法获取面形信息，过疏会导致精度不高。在一个可选的实施方式中，如图3所示，测量探头9与测量平台10法线所成的干涉条纹投影角为38°。
偏振相机13，位于测量平台10法线上，采集被测物体11表面的瞬态移相干涉图，偏振相机13的四个通道分别对应透光轴角度为0°、45°、90°和135°的四个相邻的微偏振片阵列，从而获取四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图，实现步长为π/2的四步移相；与常见的可见光、遥感、红外成像等相比，偏振成像可以获取物体的多维度偏振信息，利用偏振相机获取到的偏振信息，可大幅增强被测物的细节特征体现。
在一个可选的实施方式中，偏振相机13前还设置有成像镜头12，使得偏振相机13采集到的干涉图样更清晰。
计算机14，用于根据四幅相位差为π/2的干涉图的强度分布，利用四步移相算法计算得到瞬态相位分布。
一种高精度瞬态移相测量复合表面面形的装置的测量方法，包括如下步骤：
S1：首先将一高精度标准平面置于测量平台10上，测量探头9发出的平面波W1和平面波W2产生的干涉条纹投射至标准平面，经成像透镜12后被偏振相机13采集，并获取四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图。
S2：对检测高精度标准平面获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取标准平面测量结果，并作为系统误差存储于数据处理系统中：
S21：设0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得标准平面的相位φ 0分布为
Figure 608846DEST_PATH_IMAGE009
。
S22：平面上的光程差OPD 0为
Figure 512080DEST_PATH_IMAGE010
，其中λ为激光器1的激光波长。
S23：平面波W1和平面波W2的夹角γ为
Figure 848384DEST_PATH_IMAGE011
，其中，l为两个光纤出射端间距，l=445μm；f为准直镜组焦距，f=60.13mm；得到γ=24.3°。
S24：得到标准平面测量结果W 0为
Figure 105053DEST_PATH_IMAGE004
，中，θ为干涉条纹投影角，并且θ=38°，将W 0作为系统误差存储于数据处理系统中。
S3：将被测物体11置于测量平台10上，测量探头9发出的平面波W1和W2产生的干涉条纹投射至被测物体11表面并随被测物体11表面产生形变，经过成像透镜12后被偏振相机13采集，并获取四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图。
S4：对检测所述被测物体获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取所述被测物体表面的测量结果，去除系统误差后得到所述被测物体表面面形：
S41：设0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij´（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得到被测物体11表面上的相位φ 1分布为
Figure 289041DEST_PATH_IMAGE012
。
S42：被测物体11表面上的光程差OPD 1为
Figure 35280DEST_PATH_IMAGE006
，其中λ为激光器1的激光波长。
S43：得到被测物体11表面的测量结果W 1为
Figure 796562DEST_PATH_IMAGE013
。
S44：由上述得出的标准平面测量结果W 0以及被测物体11表面测量结果W 1，得出被测物体11表面面形W为
Figure 981556DEST_PATH_IMAGE008
。
实施例1
本实施例所采用的激光器是光波长为633nm的He-Ne激光器，偏振光栅的光栅周期为30μm，±1级衍射光衍射效率＞96%，亚波长孔径单模光纤的出射端为锥形探针结构，两个光纤出射端的间距为445μm，位于准直镜组的焦平面处。平面波W1和平面波W2夹角为24.3°。偏振相机具有带偏振的互补金属氧化物半导体（Complementary Metal OxideSemiconductor，COMS）传感器，分辨率为2448×2048，有效感光面积为8.8mm×6.6mm，像元大小为3.45μm×3.45μm，正常模式动态范围为47dB，6μs的曝光时间，完全电脑控制。采用本发明的方法进行测量，消除结构误差，可实现微米级的高精度大动态范围测量。
本发明的面形检测系统及方法利用偏振相机中透光轴角度为0°、45°、90°和135°的四个相邻的微偏振片阵列单帧拍摄，可同时提取到四幅瞬态移相干涉图，无需使用昂贵的压电换能器、线性转换器等机械相移机制，就可实现波面的瞬态干涉测量，具有很强抗干扰能力，提高了测量速度并降低了测量的成本；且采用高精度、结构简单、快速计算、实时性好的四步移相算法，满足系统的快速、高精度测量的要求，提高了漫反射表面面形测量的精度，能实现对复合表面面形的大动态范围测量。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种面形检测系统，其特征在于：适用于漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面的面形检测，包括：
检测信号单元：产生一左旋圆偏振平面波和一右旋圆偏振平面波，干涉后产生干涉条纹用于检测；
测量平台：设置为用于放置待测物体，所述左旋圆偏振平面波和所述右旋圆偏振平面波干涉产生的干涉条纹投影在所述待测物体上；
偏振相机：设置有用于采集所述待测物体表面的四幅相位差为π/2的干涉图的四个通道，别对应透光轴角度为0°、45°、90°和135°的四个相邻的微偏振片阵列；
计算机：用于根据四幅相位差为π/2的干涉图的强度分布，利用四步移相算法计算得到所述待测物体表面的瞬态相位分布，从而得到待测物体的面形。
2.如权利要求1所述的面形检测系统，其特征在于：所述检测信号单元包括：
激光器，产生一激光光束；
偏振光栅，所述激光器产生的激光光束由该偏振光栅分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光；
第一光纤耦合器，所述左旋圆偏振光通过该第一光纤耦合器耦合至光纤中；
第二光纤耦合器，所述右旋圆偏振光通过该第二光纤耦合器耦合至光纤中；
第一亚波长孔径单模光纤，出射端为锥形探针结构的单模光纤，与所述第一光纤耦合器相连，出射端产生点衍射球面波前；
第二亚波长孔径单模光纤，出射端为锥形探针结构的单模光纤，与所述第二光纤耦合器相连，出射端产生点衍射球面波前；
测量探头，设置有将所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤并排夹持的夹持区以及用于对所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤出射光线进行准直的准直透镜，所述测量探头出射端出射左旋圆偏振平面波W1和右旋圆偏振平面波W2。
3.如权利要求2所述的面形检测系统，其特征在于：检测信号单元还包括设置于所述偏振光栅和所述第一光纤耦合器之间的第一反射镜，用于调节所述左旋圆偏振光的传输路径，使得所述左旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合。
4.如权利要求2所述的面形检测系统，其特征在于：检测信号单元还包括设置于所述偏振光栅和所述第二光纤耦合器之间的第二反射镜，用于调节所述右旋圆偏振光的传输路径，使得所述右旋圆偏振光能够顺利地进入光纤耦合器耦合。
5.如权利要求2所述的面形检测系统，其特征在于：所述测量探头与所述测量平台法线所成的干涉条纹投影角为38°。
6.如权利要求2所述的面形检测系统，其特征在于：所述第一亚波长孔径单模光纤和所述第二亚波长孔径单模光纤的出射端的间距为445μm。
7.如权利要求1-5任意一项所述的面形检测系统，其特征在于：偏振相机前设置有成像镜头，用于辅助偏振相机清晰成像。
8.一种面形检测方法，其特征在于：适用于漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面的面形检测，使用如权利要求1-7任意一项所述的面形检测系统，包括以下步骤：
S1：将一高精度标准平面置于所述测量平台上，所述测量探头发出的平面波W1和平面波W2产生的干涉条纹投射至该标准平面，采集四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图；
S2：对检测所述标准平面获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取所述标准平面测量结果，并作为系统误差存储于数据处理系统中；
S3：将所述被测物体置于所述测量平台上，所述测量探头发出的平面波W1和平面波W2产生的干涉条纹投射至所述被测物体表面并随所述被测物体表面产生形变，采集四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图；
S4：对检测所述被测物体获得的四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图进行处理，获取所述被测物体表面的测量结果，去除系统误差后得到所述被测物体表面面形。
9.如权利要求8所述的面形检测方法，其特征在于：步骤S2包括：
S21：设所述偏振相机0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得标准平面的相位φ 0分布为
Figure 971909DEST_PATH_IMAGE001
；
S22：所述标准平面上的光程差OPD 0为
Figure 967678DEST_PATH_IMAGE002
，其中λ为所述激光器的激光波长；
S23：平面波W1和平面波W2的夹角γ为
Figure 216256DEST_PATH_IMAGE003
，其中，l为两个光纤出射端间距，f为准直镜组焦距；
S24：标准平面测量结果W 0为
Figure 204941DEST_PATH_IMAGE004
，θ为干涉条纹投影角，将W 0作为系统误差存储于数据处理系统中。
10.如权利要求8所述的面形检测方法，其特征在于：步骤S4包括：
S41：设所述偏振相机0°、45°、90°和135°透光轴方向对应的干涉图强度分布为Ij´（j=1,2,3,4），采用四步移相算法得到所述被测物体表面上的相位φ 1分布为
Figure 19313DEST_PATH_IMAGE005
；
S42：所述被测物体表面上的光程差OPD 1为
Figure 310617DEST_PATH_IMAGE006
，其中λ为所述激光器的激光波长；
S43：得到所述被测物体表面的测量结果W 1为
Figure 921858DEST_PATH_IMAGE007
，θ为干涉条纹投影角；
S44：得出被测物体11表面面形W为
Figure 386338DEST_PATH_IMAGE008
。
CN202210893739.4A 2022-07-27 2022-07-27 一种面形检测系统及方法 Active CN114964054B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210893739.4A CN114964054B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种面形检测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210893739.4A CN114964054B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种面形检测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114964054A true CN114964054A (zh) 2022-08-30
CN114964054B CN114964054B (zh) 2023-01-13

Family

ID=82970184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210893739.4A Active CN114964054B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种面形检测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114964054B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117346694A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 常州微亿智造科技有限公司 复合面型样品的检测方法、检测系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120140239A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Cheng-Chung Lee Method for monitoring thin film deposition using dynamic interferometer
CN108709514A (zh) * 2018-03-16 2018-10-26 华中科技大学 一种紧凑型滚转角传感器装置及测量方法
CN112945083A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光纤互联的并行相移数字全息显微成像系统
CN113029960A (zh) * 2021-04-18 2021-06-25 中国人民解放军空军工程大学 一种测量航空部件表面微缺陷的高精度实时三维测量系统及方法
CN114187362A (zh) * 2022-02-15 2022-03-15 苏州英示测量科技有限公司 点衍射干涉三维定位方法、电子设备及点衍射干涉装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120140239A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Cheng-Chung Lee Method for monitoring thin film deposition using dynamic interferometer
CN108709514A (zh) * 2018-03-16 2018-10-26 华中科技大学 一种紧凑型滚转角传感器装置及测量方法
CN112945083A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光纤互联的并行相移数字全息显微成像系统
CN113029960A (zh) * 2021-04-18 2021-06-25 中国人民解放军空军工程大学 一种测量航空部件表面微缺陷的高精度实时三维测量系统及方法
CN114187362A (zh) * 2022-02-15 2022-03-15 苏州英示测量科技有限公司 点衍射干涉三维定位方法、电子设备及点衍射干涉装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117346694A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 常州微亿智造科技有限公司 复合面型样品的检测方法、检测系统
CN117346694B (zh) * 2023-12-04 2024-02-23 常州微亿智造科技有限公司 复合面型样品的检测方法、检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN114964054B (zh) 2023-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014202103B2 (en) Apparatus For Detecting A 3D Structure Of An Object
JP7286765B2 (ja) 共焦点光学分度器
JP2008513751A (ja) 測定対象物の複数の面を測定するための光学式測定装置
US20070211256A1 (en) Linear-carrier phase-mask interferometer
CN114008405A (zh) 用于测量光学元件的界面的设备和方法
CN110186390B (zh) 紧凑型瞬态多波长移相干涉装置及其测量方法
CN111412852B (zh) 一种双波长双模式的动态数字散斑干涉测量装置及方法
JP5483993B2 (ja) 干渉計
TWI452262B (zh) 同時量測位移及傾角之干涉儀系統
CN114964054B (zh) 一种面形检测系统及方法
CN108562241A (zh) 基于光纤束的数字全息柔性测量的装置与方法
CN108362222B (zh) 基于多向倾斜载频的非零位新型点衍射干涉测量系统
US10197668B2 (en) Eighth wave corner cube retarder for laser radar
CN110160443B (zh) 一种用于瞬态三坐标测量的光纤点衍射干涉装置及方法
CN109458959B (zh) 一种变倾角相移掠入射干涉仪测量装置及方法
CN111578832A (zh) 基于短相干光源干涉仪的大行程光程匹配装置及实验方法
CN101881607A (zh) 一种检测平面误差系统
CN105928454B (zh) 一种双光纤点衍射全视场低频外差干涉仪
CN110806184B (zh) 一种双测量模式干涉装置及其测量方法
JP2006349382A (ja) 位相シフト干渉計
JPH06194125A (ja) 対物レンズの焦点から物体のずれ又は位置変化を検出する方法及び装置
CN110455420B (zh) 波前测量设备
CN113587845B (zh) 大口径透镜轮廓检测装置及检测方法
TWI708040B (zh) 外反射式三維形貌測量儀
CN114577111A (zh) 面形检测系统及检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant