[发明专利]基于同步载频移相的共光路干涉检测装置与方法

摘要

基于同步载频移相的共光路干涉检测装置与方法，属于光学领域，本发明为解决现有技术的不足之处。本发明包括光源、偏振片、准直扩束系统、两个λ/4波片、待测物体、矩形窗口、第一透镜、一维周期光栅、第二透镜、偏振片组、图像传感器和计算机，打开光源，使光源发射的光束经偏振片和准直扩束系统准直扩束后形成平行偏振光束，该平行偏振光束通过两个λ/4波片、待测物体和矩形窗口后，再依次经过第一透镜、一维周期光栅和第二透镜产生0级和±1级衍射光束，该衍射光束通过偏振片组滤波后，在图像传感器平面上产生干涉，将计算机采集获得的干涉图样根据矩形窗口的小窗口的尺寸分割获得两幅干涉图样，通过计算得到待测物体的相位分布。

主权项

基于同步载频移相的共光路干涉检测装置，它包括光源（1），其特征在于：它还包括偏振片（2）、准直扩束系统（3）、两个λ/4波片（4）、待测物体（5）、矩形窗口（6）、第一透镜（7）、一维周期光栅（8）、第二透镜（9）、偏振片组（10）、图像传感器（11）和计算机（12），其中λ为光源（1）发射光束的光波长，光源（1）发射的光束经偏振片（2）入射至准直扩束系统（3）的光接收面，经该准直扩束系统（3）准直扩束后的出射光束经过两个λ/4波片（4）、待测物体（5）及矩形窗口（6）后入射至第一透镜（7），经第一透镜（7）汇聚后的出射光束通过一维周期光栅（8）后入射至第二透镜（9），经第二透镜（9）透射后的衍射光束入射至偏振片组（10），该偏振片组（10）的出射光束由图像传感器（11）的光接收面接收，图像传感器（11）的图像信号输出端连接计算机（12）的图像信号输入端；以光轴的方向为z轴方向建立xyz三维直角坐标轴，所述矩形窗口（6）沿垂直于光轴的方向设置，并且沿x轴方向均分为两个小窗口；两个λ/4波片（4）均与矩形窗口（6）平行设置，所述两个λ/4波片（4）沿x轴方向并行等间距排布在同一平面内；第一透镜（7）和第二透镜（9）的焦距都为f；矩形窗口（6）位于第一透镜（7）的前焦面上；一维周期光栅（8）位于第一透镜（7）的后焦f‑Δf处并且位于第二透镜（9）的前焦f+Δf处，其中Δf为离焦量，Δf大于0并且小于f；图像传感器（11）位于第二透镜（9）的后焦面上；一维周期光栅（8）的周期d与矩形窗口（6）沿x轴方向的宽度D之间满足关系：d=2λf/D。