摘 要：为了提高传统干涉仪在检测光学元件时的测量精度及工作效率，我们在干涉仪的基础上引出了新的测量技术。点衍射干涉仪相比传统干涉仪，其在结构、体积、误差来源、光源选取等方面有很大的优点。但由于点衍射干涉仪在测量中受标准球面的限制，所以利用光纤代替小孔，采用激光照明，使得对会聚波前、反射凹球面等进行精确检测,而且能检测单个面形。本文利用移相算法及两种条纹分析法，对光纤点衍射干涉仪的结构原理进行详细解析，以及通过对相移精度标定来进行系统的标定。 55222

毕业论文关键词：点衍射干涉仪，光纤，系统标定

Abstract: When detecting optical element in order to improve the traditional interferometer measurement precision and work efficiency, we on the basis of the interferometer raises new measurement technology. Point diffraction interferometer, compared with the traditional interferometer in structure, size and error source, light source selection, etc, have great advantages. But because point diffraction interferometer in measurement of restricted by standard sphere, so the use of optical fiber instead of holes, using a laser illumination, makes the convergence of wave front, reflected the concave spherical surface, such as for precise detection, and can detect a single surface. This paper, by using phase-shifting algorithm and two kinds of fringe analysis method, the structure of optical fiber point diffraction interferometer principle in detail, and based on the phase shift for system error calibration precision.

Keywords: point diffraction interferometer, optical fiber, system calibration.

目   录

1  引言 4

1.1  光纤简述 4

1.2  小孔衍射 4

1.3  干涉仪简述 5

2  传统干涉仪的结构分析与原理图 5

2.1  泰曼-格林干涉仪 5

2.2  可见光点衍射干涉检测技术（点衍射干涉仪） 6

2.3  光纤点衍射干涉仪检测技术 9

3  系统标定和误差源分析 13

3.1  点衍射干涉仪系统标定原理 13

3.2  光纤点衍射干涉仪的系统标定 14

3.3  误差精度分析 15

3.4  光纤点衍射干涉仪的误差源分析 15

结  论 17

参考文献 18

致  谢 19

1  引言

近年来，点衍射干涉仪在高精度元件的测量中扮演着很重要的角色，相对于传统干涉仪，它有着更为成熟的技术[2]。点衍射干涉仪的参考光波是通过小孔衍射产生，而传统干涉仪是由透镜产生，因此很好的改善了由标准镜的参考元件面形误差引起的测量精度限制，从而使得我们能够对纳米级及以下级精度元件进行测量。点衍射干涉仪与传统干涉仪相比，其结构简单、精确度高，并且通过小孔衍射产生参考波，解决了参考元件面形对检测精度的限制，减少了系统误差。源.自|吹冰,:论`文'网www.chuibin.com

点衍射干涉仪的测量精度主要是根据参考衍射波面的精度，当参考波面受小孔尺寸、边缘粗糙度和小孔对准精度等因素的影响时，就不能通过理论计算来进行误差的精确测量[1]。为了能更加精确的测量光学元件的精度，通过对点衍射干涉仪的结构原理和系统误差进行分析，采用相移干涉技术进行算法分析，为点衍射干涉仪的构建及完善提供了技术上的准备；利用动态条纹分析法，为图像接收创造合理的条件。