徑向剪切干涉測試技術研究.pdf

1、環(huán)路徑向剪切干涉儀(CRSI,cyclic radial shearing interferometer)是一種激光光束診斷系統(tǒng),其只需一幅干涉條紋就可測量被測光束波前相位和振幅。本論文主要運用各種算法從單幀干涉條紋中提取波前相位或振幅,并將測量過程中不同算法的精度以及所帶來的誤差進行對比研究,優(yōu)化CRSI特性參數(shù)。其研究內容和取得的成果如下:
　　 一、針對CRSI系統(tǒng),研究了重構原始波前相位過程中的三個關鍵算法。第一、條紋延

2、拓算法;第二、單幀干涉條紋復原剪切波前算法:第三、重構原始波前的迭代算法;
　　 二、使用2-DFFT算法進行條紋延拓。延拓中使用Hamming窗濾波器確保延拓的干涉條紋和孔徑內的干涉條紋具有同樣的周期結構,同時將孔徑中干涉條紋的平均值作為延拓條紋的背景,解決了孔徑內外對比度不一致問題。
　　 三、推導了單幀干涉條紋復原波前的FFT算法和小波變換算法。通過仿真和實驗分析了影響這兩種算法精度的主要因素。
　　 四、

3、推導了一種尋找FFT頻譜正一級的迭代逼近算法。通過仿真實驗,得知該算法精度和最大值法基本一致。在亟須求取正一級實數(shù)坐標的條件下,該算法優(yōu)勢明顯。
　　 五、理論推導了重構原始波前相位的迭代算法。將理想原始波前、迭代所得原始波前和剪切波前進行前6項Zernike多項式擬合,發(fā)現(xiàn)重構的原始波前和理想原始波前上的Zernike系數(shù)幾乎一致,通過對像差系數(shù)的比較證明了迭代法有效。
　　 六、分析了在實際重構原始波前過程中軟件算法

4、所引入的誤差:(1)基于FFT算法求解剪切波前的誤差;(2)迭代算法自身誤差;(3)偏移量給直接迭代算法所引入的附加誤差,并計算了這三者引起PV和RMS總誤差。
　　 七、根據(jù)重構原始波前相位的迭代算法,推導了重構原始波前振幅的算法,并進行了仿真實驗。
　　 通過以上研究,說明從單幀徑向剪切干涉條紋中提取原始波前相位(或振幅)需要進行干涉條紋延拓、剪切波前復原(或求出干涉條紋的背景光強)、以及迭代重構原始波前相位(或迭代