用虚光栅移相莫尔条纹法测量小球面曲率半径.pdfVIP

第 33卷 第 3期 光 学 仪 器 Voi_33，No．3 2011年 6月 OPTICAL INSTRUMENTS June，2011 文章编号：1005—5630(2011)03—0005—06 用虚光栅移相莫尔条纹法测量小球面曲率半径* 李 啸，尼 川，王良鹏，徐永祥 (南京理工大学 理学院，江苏 南京 210094) 摘要：随着近代光学、光通信等领域的迅猛发展，光学元器件的微小化已成为一个重要的发展趋 势。球面是微小光学元件常见的一种面形。研究了一种基于虚光栅移相莫尔条纹术测量小球 面曲率半径的方法。实验以Askania环形球径仪配备的曲率半径为 17．92mm的标准凸球面样板 为例，利用干涉显微镜拍摄 了一幅含有载频的被测球面非接触干涉图，通过运用 4幅虚光栅、图像 相乘、频域滤波和四步移相等算法得到了被测球面的曲率半径。测量均值为R一17．97mm。实验 结果表明：用虚光栅移相莫尔条纹法测量小球面曲率半径是完全可行的。 关键词 ：虚光栅 ；移相干涉术 ；莫尔条纹 ；空间载频干涉术 ；曲率半径 ；图像处理 中图分类号 ：TB96 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005—5630．2011．03．002 M easurementofthecurvatureradiusofasmallsphericalsurface withvirtualgratingphase-shiftMoir6fringemethod LIXiao，N IChuan，WANG Liangpeng，xU Yongxiang (SchoolofScience，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China) Abstract：W ith therapiddevelopmentin modernoptics，opticalcommunications，etc．，the miniaturizationofopticalcomponentshasbecomeanimportanttrend．Sphericalsurfacesarea kindofcommonprofile．Virtualgratingphase—shiftM oir4fringemethodisadoptedtomeasure thecurvatureradiusofastandardsmallsphericaltemplatewithnominalvalueof17．92mm ， equippedforanAskaniaspherometer．W ithaninterferencemicroscope。asphericaluntouched carrierinterferogram istaken．Byutilizing4virtualgratings，imagemultiplication，frequency- domainfiltering，and 4一step phase-shiftalgorithm，etc．，theradiusresult，17．97mm 。is obtained．Theexperimentalresultsshow thatvirtualgratingphase-shiftM oir6fringemethod isentirelypracticableformeasuringtheradiusofasmallsphericalsurface． Key words： virtual grating； phase shift interferometry； M oir6 fringe； spatial carrier interferometry~curvatureradius；imageprocessing 引 目 球面是光学加工和光学元件 中常见的一种面形，曲率半径 (radiusofcurvature，