[发明专利]一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置，其特征在于，包括若干激光器组成的激光器组件、前分光镜组件、光束耦合组件、检测物体、显微物镜、反射镜组件、后分光镜组件和成像器件，激光器组件各激光器射出的光束被前分光镜组件分为检测光束和参考光束，所述不同激光器发出的检测光束通过光束耦合组件耦合成一个共路传播的光束，所述检测光束依次穿过检测物体和显微物镜后形成物光被成像器件接收，所述参考光束光路上设置有反射镜组件，所述反射镜组件下方设置有后分光镜组件，所述反射镜组件和后分光镜组件之间设置有与检测物体后方设置的相同的显微物镜，不同激光器发出的参考光束被反射镜组件反射后被后分光镜组件耦合成共路传播的光束形成参考光，所述参考光被成像器件接收，所述物光和参考光能够在成像器件靶面发生干涉，通过所述成像器件单词曝光记录能够得到多波长空域载频干涉图。

2.根据权利要求1所述的一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置，其特征在于，所述激光器组件包括第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述前分光镜组件包括第一分光镜、第二分光镜和第三分光镜，光束耦合组件包括第一反射镜、第四分光镜和第五分光镜，反射镜组件包括第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜，后分光镜组件包括第六分光镜、第七分光镜和第八分光镜，所述第一激光器后方设置有第一分光镜，第一激光器发射光通过第一分光镜分有第一检测光束和第一参考光束，第一分光镜下端设置有第一反射镜，所述第一检测光束通过第一反射镜反射穿过检测物体和显微物镜被成像器件接收，所述第一参考光束通过第四反射镜和第八分光镜后被成像器件接收，第二激光器发射光通过第二分光镜分有第二检测光束和第二参考光束，第二分光镜下端设置有第四分光镜，所述第二检测光束通过第四分光镜反射穿过检测物体和显微物镜被成像器件接收，所述第二参考光束通过第三反射镜和第七分光镜后被成像器件接收，第三激光器发射光通过第三分光镜分有第三检测光束和第三参考光束，第三分光镜下端设置有第五分光镜，所述第三检测光束通过第五分光镜反射穿过检测物体和显微物镜被成像器件接收，所述第三参考光束通过第二反射镜和第六分光镜后被成像器件接收，所述第一检测光束、第二检测光束和第三检测光束通过光束耦合组件与物体后形成有物光，所述第一参考光束、第二参考光束和第三参考光束穿过反射镜组件和后分光镜组件形成有参考光。

3.根据权利要求2所述的一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置，其特征在于，所述激光器组件和前分光镜组件之间还设置有遮光板组件，遮光板组件包括第一遮光板组件、第二遮光板组件和第三遮光板组件，所述第一激光器和第一分光镜之间设置有第一遮光板组件，所述第二激光器和第二分光镜之间设置有第二遮光板组件，所述第三激光器和第三分光镜之间设置有第三遮光板组件，所述遮光板组件用于控制该路激光光束是否进入系统进行干涉。

4.根据权利要求1所述的一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置，其特征在于，所述激光器组件发射端处设置有衰减器，所述衰减器为中性可调衰减片。

5.一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过调节遮光板，在其中两路光路中放入遮光板，改变参考光路中反射镜的倾斜方向和夹角及引入的相移量，分析单波长下载频相移干涉方法的适用条件及参数设置；

S2，通过调节遮光板，在其中一路光路中放入遮光板，改变参考光路中反射镜的倾斜方向和夹角及引入的相移量，分析在双波长同时照明时空域载频相移方法的适用条件和参数设置；

S3，不放入遮光板，分析在三波长同时照明时空域载频相移方法的适用条件和参数设置；

S4，借助空域傅里叶变换，通过调整上述参数尽量使三个波长的频谱无重叠或重叠程度最少；利用空域载频相移方法，将单个成像器件记录的一幅多波长载频干涉图转化为若干幅相移子干涉图，从三个波长的混叠干涉条纹图中提取单波长下的包裹相位分布。