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摘要移相干涉技术（PSI）是计量测试特别是三文形貌测量中高精度、高灵敏度的测量方法。它采用非接触式的测量手段，广泛的应用于多种物理量的测试，在高精度光学检测量中占有重要的地位。介绍传统移相数字球面干涉仪的工作原理以及移相干涉术的基本原理，重点研究了相位解包算法。根据解包原理，大致分为两类：1)路径追踪算法，典型算法是区域生长算法。2)最小二乘算法，典型算法是离散余弦变换(DCT)算法和预处理共轭梯度(PCG)算法。在对相位解包算法做了比较深入的研究后，比较各个算法的不同。再编制程序，实现区域增长法。10399
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关键词：移相干涉技术，相位解包，区域生长法，模拟仿真
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Research of Several Kinds of Algorithm of Phase unwrapping
Abstract
Phase-shifting interferometry (PSI) is a high precise and sensitivity method in testing technology, especially in three-dimensions profile measurement.As for it’s non-contact metrology method, it is widely used for testing many physical parameters .PSI plays a very important role in high precise optical testing filed. The basic principle of the traditional digital phase-shift wave surface interferometer and phase-shift interferometry is studied. They can be pided into two kinds based on the principle: 1) path tracking algorithm, one typical algorithm is based on the region growing theory.2)the least square algorithm, such as the algorithm based on discrete cosine transform(DCT)and pretreatment conjugate gradient(PCG) algorithm. After a profound research on the arithmetic of phase unwrapping, the differences of all the methods are compared. Then I make programs to recognize the region growing particularly method.
Keywords Phase shifting interferometry, phase unwrapping, region growing method，analog simulation
目 次
1 绪论 1
1．1 课题研究背景 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3主要研究工作 2
2移相干涉测量的基本技术 3
2.1移相干涉技术基本原理 3
2.2常见的移相方法 5
2.2.1压电晶体移相 5
2.2.2 光栅衍射移相 6
2.2.3 偏振移相 6
2.3 移相式数字波面干涉仪 6
2.3.1 移相式数字波面干涉仪的组成 7
2.3.2 移相式数字波面干涉仪的工作原理 7
3 移相干涉中的相位解包 9
3.1相位解包的基本方法 9
3.2区域生长法 9
3.3 最小二乘解包裹算法 13
3.3.1 无加权最小二乘解包算法 16
3.3.2 加权最小二乘相位解包算法 17
3.4 比较两类算法的优缺点 20
4区域生长法的模拟仿真 22
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1．1 课题研究背景
光学干涉测量技术在光学测量中占有重要地位，是公认的检验光学系统光学元件参数的最有效、最准确的手段之一。传统的光学测量方法都是通过直接判读干涉图条纹或其序号来测定被检测量的。由于多种因素限制，特别是干涉条纹判读准确度的限制，传统的干涉测量不确定度只能做到 /10到 /20。70年代出现的移相干涉技术，采用精密移相器件，综合现代激光技术、电子与计算机技术，能够实时、快速测得多幅相位变化干涉图，从中提取出被测波面的相位分布，具有很高的测量精度，其测量不确定度不大于 /50[1]。随着激光、计算机和集成化光电探测器件的出现与迅速发展，光干涉测量技术的自动化程度也越来越高，分辨率可达纳米级，使干涉仪广泛用于平整度、粗糙度测量和质量控制等。干涉测试技术对振动特别敏感，一般都需要在实验室的防振台上才能进行。