[发明专利]用于光纤干涉条纹投射三维形貌测量的条纹相位稳定方法

权利要求书

1.一种用于光纤干涉条纹投射三维形貌测量的条纹相位稳定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)对测量臂压电陶瓷施加正弦调制信号M(t)，光电探测器接收迈克尔逊干涉信号S(t)，并按贝塞尔函数展开；

(2)在载波生成部分，平方运算器对正弦调制信号M(t)作平方运算，取交流分量作为二倍频载波G₂(t)，同时将正弦调制信号M(t)作为一倍频载波G₁(t)；

(3)在检波部分，迈克尔逊干涉信号S(t)经中心频率为ω的第一带通滤波器得一次谐波分量H₁(t)；经中心频率为2ω的第二带通滤波器得二次谐波分量H₂(t)：

(4)将载波G₁(t)、G₂(t)与谐波分量H₁(t)、H₂(t)在第一乘法器、第二乘法器中分别相乘，经第一低通滤波器和第二低通滤波器滤除载波，得到含有2α₀+2δ(t)的两路信号V₁(t)、V₂(t)；

(5)在相位解调部分，利用反正切运算器求解2α₀+2δ(t)，通过相位—电压转换器将相位2α₀+2δ(t)转换成补偿信号V_C(t)；

(6)补偿信号V_C(t)与正弦相位调制信号M(t)在加法器中实现相加运算，通过压电陶瓷驱动器共同作用于测量臂压电陶瓷上，改变光纤中的光程差，实现对干涉条纹相位的稳定控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于光纤干涉条纹投射三维形貌测量的条纹相位稳定方法，其特征在于，所述补偿信号V_C(t)具体为：

V_C(t)＝-k_P-V·arctan[V₁(t)V₂(t)]

其中，V1(t)=[G1(t)·H1(t)]*hLPF1(t)=-aBJ1(z)sin[2α0+2δ(t)]V2(t)=[G2(t)·H2(t)]*hLPF2(t)=-(a2/2)BJ2(z)cos[2α0+2δ(t)]]]>

h_LPF1(t)、h_LPF2(t)分别为第一低通滤波器、第二低通滤波器的响应函数；α₀为第二光纤臂、第三光纤臂间的固有相差；δ(t)为环境因素引起的相位漂移；

J_n(z)是以z为变量的n阶第一类贝塞尔函数；k_P-V为相位—电压转换系数。