径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析

王宇飞; 达争尚

doi:10.3788/IRLA201645.0317001

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径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析

王宇飞, 达争尚

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王宇飞, 达争尚. 径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 317001-0317001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

引用本文:

王宇飞, 达争尚. 径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 317001-0317001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

Wang Yufei, Da Zhengshang. Numerical simulation and analysis of wavefront reconstruction in radial shearing interference[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 317001-0317001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

Citation:

Wang Yufei, Da Zhengshang. Numerical simulation and analysis of wavefront reconstruction in radial shearing interference[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 317001-0317001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

1.
中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安 710119

基金项目:

激光参数测量技术研究与验证(YLHGC11B0A

详细信息

作者简介:
王宇飞(1991-),男,硕士生,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:thinker2014@gmail.com;达争尚(1973-),男,研究员,博士,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:dazhengshang@opt.ac.cn

王宇飞(1991-),男,硕士生,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:thinker2014@gmail.com;达争尚(1973-),男,研究员,博士,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:dazhengshang@opt.ac.cn

中图分类号: O436.1

Numerical simulation and analysis of wavefront reconstruction in radial shearing interference

1.
Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Xi'an 710119,China

摘要: 径向剪切干涉仪所采集到的干涉图并不直接反映原始待测波面信息,为了获得原始待测波面信息,波面重构是必要的。推导了波面重构的迭代算法,并用Matlab分别对径向剪切中不同迭代次数、不同剪切比的波面重构迭代算法进行了数值模拟,得出以下结论:合适的剪切比可以简化迭代运算,提高运算速度;与小畸变波面重构相比,残差波面PV值达到相同精度时,大畸变波面重构需要更多的迭代次数。待测波面的PV值大于10时,剪切比应在0.7以上,PV值大于6小于10,剪切比在0.5~0.7之间,PV值小于6,剪切比小于0.5。
- 径向剪切干涉 /
- 干涉测量 /
- 数值模拟
Abstract: In order to acquire the original wavefront information in radial shearing interferometry, wavefront reconstruction is necessary, the iterative algorism for wavefront reconstruction was deduced in this paper, based on which an numerical simulation using Matlab with different iteration number and shearing ratio was conducted. The simulation comes to the following conclusion: Properly selection of the shearing ratio can simplify the computational complexity. Compared with the small distortion wavefront reconstruction, more but appropriate iteration number in large distortion wavefront reconstruction is needed. Preferred shearing ratios for different measured wavefront PV values are summarized as follows: a. if WPV 10, beta 0.7; b. if 6 WPV 10, 0.5 beta 0.7; c. if WPV 6, beta 0.5.
- radial shearing interference /
- interferometry /
- numerical simulation

[1]	Hariharan P, Sen D. Interferometric measurements of the aberrations of microscope objectives[J]. Opt Acta, 1962, 9:159-175.
[2]	Wegner P J, M A Henesian, Salmon J T, et al. Wavefront and divergence of the Beamlet prototype laser[C]//SPIE, 1999, 3492:1019-1030.
[3]	Barnes A R, Smith L C. A combined phase,near and far field diagnostic for large aperture laser system[C]//SPIE, 1999, 3492:564-672.
[4]	Tsuguo Kohno, Daiji Matsumoto, Takanori Yazawa, et al. Radial shearing interferometer for in-process measurement of diamond turning[J]. Opt Eng, 2000, 39(10):2696-2699.
[5]	Waldemar Kowalik, Beata Garncarz, Henryk Kasprzak. Corneal topography measurement by means of radial shearing interference:Part II-measurement errors[J]. Optik, 2003, 114(5):199-206.
[6]	Toto-Arellano N I, Rodriguez-Zurita G, Meneses-Fabian C, et al. A single-shot phase-shifting radial-shearing interferometer[J]. Journal of optics A:Pure and Applied Optics, 2009, 0457(045704):1-6.
[7]	Feng Sheng, Wu Jian, Zheng Chunyan. Radial shearing interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(5):188-192. (in Chinese)冯胜, 吴健, 郑春燕. 径向剪切干涉仪[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(5):188-192.
[8]	Du Yongzhao, Feng Guoying, Zhang Kai, et al. Effect of CCD nonlinearity on wavefront detection by shearing interferometry[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2010, 22(8):1775-1779. (in Chinese)杜永兆, 冯国英, 张凯, 等. 非线性效应对剪切干涉法波前检测的影响[J]. 强激光与粒子束, 2010, 22(8):1775-1779.
[9]	Jin Yafang. The study of radial shearing interference wavefront reconstruction algorithm[D]. Nanjing:Nanjing:Nanjing University of Science and Technology, 2011:14. (in Chinese)金亚方. 径向剪切干涉波面重构算法研究[D]. 南京:南京理工大学, 2011:14.

[1]	马致遥, 陈磊, 郑东晖, 马海颖, 李若琨, 黄晨, 胡晨辉. 液体基准平面的Φ300 mm立式斐索干涉仪系统误差标定 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210880-1-20210880-10. doi: 10.3788/IRLA20210880
[2]	平少栋, 傅云霞, 张丰, 任瑜, 孔明. 镜面反射式激光跟踪干涉测长的测量方法研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210624-1-20210624-7. doi: 10.3788/IRLA20210624
[3]	彭进, 张文洁, 王星星, 郭国全, 张芙蓉. 焊丝熔化填充方式对激光焊接熔池影响的数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 306005-0306005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0306005
[4]	丁煜, 陈磊, 王志华, 朱文华, 刘致远. 电调谐波长移相干涉术 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506003-0506003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0506003
[5]	高铁锁, 江涛, 丁明松, 董维中, 刘庆宗. 高超声速拦截弹绕流红外辐射特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204001-1204001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1204001
[6]	鞠恒, 林成新, 张佳琪, 刘志杰. Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层残余应力模拟与测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017009-1017009(10). doi: 10.3788/IRLA201777.1017009
[7]	郑权, 韩志刚, 陈磊. 近红外谱域显微干涉仪的位移传感特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1017002-1017002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1017002
[8]	时光, 王文. 高精度双干涉光路调频连续波激光绝对测距系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 806001-0806001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0806001
[9]	刘家琛, 唐鑫, 巨永林. 微型红外探测器组件快速冷却过程数值模拟分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 816-820.
[10]	戴毅斌, 樊玉杰, 李明尧, 刘晓宇, 蒋彭胜, 殷开婷. 多点激光微冲击成形的数值模拟研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 50-56.
[11]	常金勇, 强希文, 胡月宏, 宗飞, 李志朝, 封双连. 激光传输光束抖动效应的数值模拟 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 46-49.
[12]	张金玉, 孟祥兵, 杨正伟, 王冬冬, 陶胜杰. 红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 6-11.
[13]	许兆美, 刘永志, 周建忠, 蒋素琴, 王庆安, 汪通, 洪宗海. 基于生死单元的激光铣削温度场数值模拟与验证 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1755-1760.
[14]	陈林, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣. 线性调频激励的红外无损检测及其数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1385-1389.
[15]	孙杜娟, 胡以华, 李乐. 气溶胶“沉降—扩散”联合动态数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 449-453.
[16]	吴红兵, 王朋. 钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3988-3992.
[17]	冯晓宇, 宗肖颖. 一种去除拼接干涉图中累积误差的简单方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 997-1001.
[18]	唐力铁, 于志闯, 赵乐至, 尹飞, 郭士波, 谈斌. DF/HF化学激光器喷管总压损失的数值模拟 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1194-1197.
[19]	沈华, 张英聪, 朱日宏. 基于光热位移原理的KDP晶体光吸收系数干涉测量方法的数学模型及结构参数优化 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3353-3357.
[20]	陈宝东, 温静, 张宝光. 光折变晶体中共面多光束干涉研究 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 133-138.

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径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0317001

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安 710119

作者简介:
王宇飞(1991-),男,硕士生,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:thinker2014@gmail.com;达争尚(1973-),男,研究员,博士,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:dazhengshang@opt.ac.cn

王宇飞(1991-),男,硕士生,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:thinker2014@gmail.com;达争尚(1973-),男,研究员,博士,主要从事激光光束参量测量方面的研究。Email:dazhengshang@opt.ac.cn

收稿日期: 2015-07-05
修回日期: 2015-08-03
刊出日期: 2016-03-25

基金项目:

激光参数测量技术研究与验证(YLHGC11B0A

中图分类号: O436.1

关键词:

摘要: 径向剪切干涉仪所采集到的干涉图并不直接反映原始待测波面信息,为了获得原始待测波面信息,波面重构是必要的。推导了波面重构的迭代算法,并用Matlab分别对径向剪切中不同迭代次数、不同剪切比的波面重构迭代算法进行了数值模拟,得出以下结论:合适的剪切比可以简化迭代运算,提高运算速度;与小畸变波面重构相比,残差波面PV值达到相同精度时,大畸变波面重构需要更多的迭代次数。待测波面的PV值大于10时,剪切比应在0.7以上,PV值大于6小于10,剪切比在0.5~0.7之间,PV值小于6,剪切比小于0.5。