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4.3 参考（测试）光路设计 · 20
4.4 分光系统光路设计 · 22
4.5 缩束系统光路设计 · 25
4.6 移相系统光路设计 · 26
4.7 干涉性能测试 · 30
4.8 本章小结 · 32
结论 · 34
致谢 · 35
参考文献 · 36
1 绪论
1.1 课题背景
随着科学技术的发展，高精度的光学元件在天文、航天、能源等前沿科学领域逐渐得到
广泛应用，在越来越多的场合下需要对光学元件或光学系统进行精确的测量，并且这些应用
场合对光学元件的面形精度有着非常高的要求。而能够实现在长腔长下对光学元件进行高精
度的干涉测量则是保证光学元件加工质量的关键，也是提高整个光学系统精度的关键。但干
涉测量对于测量环境的要求也非常高，为了减少环境振动对干涉测量的影响，各国的科研人员花费了大量精力和财力对此进行了多项研究。
1.2 课题意义
光学干涉测量技术是目前世界上最精密的测量技术之一，它的出现大大提高了测量精度，
也使得世界各国的光学制造技术有了长足的进步。尤其是上世纪 60年代激光器的发明[1]，使得干涉技术迅速发展，目前干涉仪已成为许多领域内不可或缺的测量仪器。由于干涉仪对于
环境的影响十分敏感，环境振动以及空气扰动都会对干涉测量时干涉图像的获取产生不良影
响，因此干涉仪的主要误差来自于外界环境对测量的影响。为了使干涉仪能够在更多场合下
得到应用，设计制造抗振性能高的干涉仪就显得十分重要。
移相干涉测量技术是指通过对干涉场调制而产生移相，再对所采集到的若干幅移相干涉
图像利用一定算法， 恢复待测物理量的一项测量技术[2]， 这项技术显著提高了干涉测量的精度
和自动化程度，目前主要应用于对光学元件面形的精确测量和光学系统成像质量的综合评价
当中。相对于传统的时域移相，同步移相的干涉测量技术可以很好的减轻环境振动对干涉测
量的影响，提高测量的准确性。
1.3 国内外研究现状
在一个移相干涉系统中，最重要的技术就是移相技术。针对如何拍摄不同相位的干涉图
像的问题，国内外有许多从事干涉测量的研究人员对此课题展开了多项研究。
Bruning 等人率先提出了光学的移相干涉技术，他们于 1974 年将通信技术中的相位探测
技术引入到光学干涉测量技术当中[3]
，推动了光学移相干涉技术的发展。
目前的移相技术主要有：
1）时域移相，即利用移相器件（如 PZT）等来改变参考光路与测试光路之间的光程差，
从而引入相位的改变，并采集多幅这样的干涉图像； 2）同步移相，即在同一时刻采集多幅具有不同相位的干涉图像[4]。
时域移相中对各幅移相干涉图像的采集并不是同时进行的，因此所采集到的干涉图不免会受到环境因素的影响[5]
，而且也不能保证移相器件每次使镜面位移的距离都相同， 则每次移相产生的相位差可能并不完全相同，这就会在波面复原时引入大量误差。而同步移相可以在
同一时刻获得多幅具有相同相位差的干涉图像，从而减轻了环境因素对干涉测量造成的不良影响[6]
。目前实现同步移相主要有以下几种方法：
1）基于棱镜分光的移相干涉方法；
2）基于相位掩膜板的移相干涉方法；