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抑制散斑干涉测量中退相关的相位调制方法
摘要
随着现代精密测量技术的发展，干涉测量技术已经成为了各类高精度测量中不可或缺的手段。然而，传统干涉测量存在着散斑干涉对测量结果造成的干扰和误差问题。退相关技术在解决这一问题上具有一定的优势，但是其设备及操作要求较高，使用范围受到限制。本文重点阐述了抑制散斑干涉测量中退相关的相位调制方法。该方法采用相位调制器对光信号进行相位调制，经多次调制和退相关处理后可获得高精度的相位测量结果。本文还对该技术的原理、操作流程及应用进行了详细介绍，并根据实验结果对其优缺点进行了分析。
关键词：干涉测量、散斑干涉、退相关、相位调制器、相位测量
Abstract
Withthedevelopmentofmodernprecisionmeasurementtechnology,interferencemeasurementtechnologyhasbecomeanindispensablemeansofvarioushigh-precisionmeasurements.However,thetraditionalinterferencemeasurementhastheproblemofinterferenceanderrorcausedbyspeckleinterference.Insolvingthisproblem,thecorrelationtechnologyhascertainadvantages,butitsequipmentandoperationrequirementsarehigh,andthescopeofuseislimited.Thispaperfocusesonthephasemodulationmethodforsuppressingthecorrelationinspeckleinterferencemeasurement.Thismethodusesaphasemodulatortomodulatethelightsignal,andaftermultiplemodulationsandcorrelationprocessing,high-precisionphasemeasurementresultscanbeobtained.Thispaperalsointroducestheprinciple,operationprocess,andapplicationofthistechnologyindetail,andanalyzesitsadvantagesanddisadvantagesaccordingtoexperimentalresults.
Keywords:Interferencemeasurement,speckleinterference,correlation,phasemodulator,phasemeasurement
1.引言
干涉测量技术广泛应用于光学、机械、电子、航空等领域，具有高精度、非接触、无损等优点。然而，干涉测量技术中存在着散斑干涉对测量结果造成的干扰和误差问题。退相关技术是一种有效的方法来解决这一问题。然而，传统的退相关技术需要对干涉信号进行叠加相加或相减的操作，设备及操作要求也较高，使用范围受到限制。相位调制方法是一种能够抑制散斑干涉的退相关技术，在各个领域得到了广泛的应用。
2.相位调制方法原理
2.1干涉信号的特点
干涉信号形成的主要过程是由于光在不同波程长度差的相位差而形成的干涉，因此干涉信号具有强度分布波动的特点，这就是散斑。
2.2相位调制方法
相位调制方法是通过改变光学路径差和相位以改变干涉强度的分布规律，从而抑制散斑干涉的退相关干扰的技术。相位调制可以采用多种方法来实现，常见的有机械调节法、电光调制法、声光调制法和液晶调制法等。
2.3相位调制器的原理
相位调制器是实现相位调制的重要器件，其不同的工作原理会决定其应用范围和效果。电光调制器是目前应用最广泛的一种。其原理是在电场的作用下，将光的相位和偏振状态发生改变，从而实现相位调制。液晶调制器是另一种常用的相位调制器，利用液晶分子在电场作用下发生取向改变，来实现光的相位调制。
3.相位调制方法操作流程
3.1系统构成
相位调制方法主要由以下模块组成：激光器、光学系统、波分复用器、相位调制器、探测器和信号处理器等。
3.2操作流程
步骤一：采用激光器发射单色、同相的光线，经过光学系统聚焦后照到被测物体或试验样品；
步骤二：在被测物体或试验样品上形成干涉条纹，通过波分复用器将干涉光信号分为两路；
步骤三：将两路光信号分别传到相位调制器中，经过多次的相位调制和相加处理后，将其送入探测器检测；
步骤四：采集到相位信号后，进行相位解调，得到干涉信号的光程差；
步骤五：通过对光程差的