移相器类进动现象对干涉测量的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第7期中国激光Vo1．31，No．72004年7月CHINESEJoURNALoFLASERSJuly。2004文章编号：0258—7025(2004)07—0861-04移相器类进动现象对干涉测量的影响吴栋，朱日宏，陈磊，王青，何勇，高志山(-南京理工大学电光学院，江苏南京210094；解放军镇江船艇学院教研部，江苏镇江212003)摘要压电晶体(PZT)光学移相器作为移相干涉仪(PSI)的关键部件，其移相误差直接影响被测波面的相位复原精度。分析了压电晶体移相器在移相过程中导致干涉图旋

2、转的原因——类进动，其本质是移相器在伸长的同时其参考镜端面法线方向绕着伸长方向产生旋转。利用典型的Hariharan五步移相算法。得出了类进动现象所导致的波面相位复原误差计算公式，给出了在测试孔径上的误差分布图。对影响误差大小的主要因素如干涉条纹的宽度、旋转的角度和测试口径等进行了具体分析，由此推导出在移相干涉仪光学调整过程中控制干涉图旋转误差的准则。关键词光学技术与仪器；干涉测量；移相干涉仪；移相器；类进动；误差中图分类号TH744．3文献标识码AEffectofPhaseShifterSSub—ProcessionalMotiononIn

3、terferometryWUDong～，ZHURi—hong，CHENLei，WANGQing，HEYong，GAOZhi—shanfSchoolofElectronicEngineeringandPhotoelectricTechnology，]1NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing，Jiangsu210094，ChinaIlZhenjiangWatercraftInstituteoJPLA，Zhenjiang，Jiangsu212003，ChinaJAbstractInmodern

4、digitalphase-shiftinginterferometry(PSI)，thephase-shiftingerrorofpiezoelectrictransducer(PZT)opticalphaseshifter，whichisthebasicdeviceofphase-shiftinginterferometer，directlyeffectsmeasurementaccuracyduringwavefrontphaseunwrappingwithphase-shiftinginterferograms．Aphenomenonn

5、amedsub-processionalmotionthatcanresultinfringesrotationintheprocessingofphaseshiftisdescribed．Thisphenomenonisderivedfromthenormal—linerotationofstandardreferencesurfacerevolvingaroundtheelongatedirectionofPZTphaseshifter．Intermsoftheclassicphase-shiftingalgorithm-Harihara

6、n5-Bucketalgorithm，theerrorformulaofphaseunwrappingisgivenduetOsub—processionalmotion，andtheerrordistributiononapertureisalsoderived．Basedonerrorfactoranalysis，criterionstOcontroltheerrorarepresentedatsuchaspects：widthoffringes，rotationangleandtestedaperture．Keywordsopticst

7、echniqueandinstrument；interferometry；phase-shiftinginterferometer；phaseshifter；sub—processionalmotion；error1引言干涉仪在测量时，移相系统在计算机的控制下，逐步驱动标准参考镜作等间隔平移，实现移相调制。移在移相干涉仪中，一般用压电晶体(PZT)作为相器影响测量精度的因素主要有两个：一是移相器微位移驱动器，压电晶体与相应的机械固定和导向的非线性。根据基本的移相干涉技术算法，要求移装置组成移相器。移相器和它的驱动电源、控制信相器随步进数成线性

8、位移，但由于移相器自身的特号源、标准参考镜一起构成了干涉仪的移相系统。性，它随电压增加而伸长的特性曲线总是有一定的收稿日期：2003—03—28基金项目：国防军工计