基于傅里叶变换的单幅干涉图处理技术开题报告

1. 研究目的与意义

由于大口径光学元件可提高光学系统的空间分辨率、扩大视场、增大信号收集能力,越来越广泛地应用于天文、航天和能源领域。

现在很多大型光学工程项目使用了大口径光学元件,例如在我国神光-Ⅲ高功率固体激光装置中,需要使用大量的高精度大口径平面光学元件。

为实现对这些大口径光学元件的面形和光学均匀性的测试,研制了高精度检测的大口径干涉仪。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：在干涉测量技术中，相位恢复技术是其中重要的一个环节。测得干涉数据以后，如果要从单幅干涉图中求取被测波面相位，可以引入线性载频，使干涉条纹开放，再利用单幅图的相位求解算法对真实相位进行计算。对于载频干涉图的计算方法，最常见的是利用二维快速傅里叶变换（2D-FFT）的方法，对含有空间载频的干涉图进行2D-FFT，得到其频谱分布，选择适当的滤波窗，取出正一级谱的信息，去除其他级次的频谱，然后将正一级频谱移至整个频谱中心，然后进行2D-FFT的逆变换，可以得到不含载频的波面数据，再使用反正切求取真实的相位分布。由于大多数光学系统的孔径形状是圆型的，但是傅里叶变换的区域要求是矩形的，因此往往首先需要对干涉图进行预处理，例如将圆形的条纹区域延拓为矩形，便于后续的频谱变换。此外，还需要对干涉图进行去噪、提高对比度等，才能保证从干涉图中正确的求解出真实相位。

3. 研究的方法与步骤

研究方法： 在查阅资料和充分调研的基础上，组织实施该毕业设计内容。具体实施步骤为：

（1）查阅有关资料，熟悉相关仪器及软件的使用方法；

（2）了解干涉测试中被测件的调整方法，在干涉图中引入线性载频；

4. 参考文献

[1] 于瀛洁, 陈明仪. 干涉图去包裹位相的二次校正[j]. 仪器仪表学报, 2002, 23(5): 537-539.

[2] 张兆坤, 于瀛洁, 陈明仪. 用最小二乘迭代法对干涉条纹图进行插值[j]. 仪器仪表学报, 2001, 22(3): 376-377.

[3] 刘廷瑞, 何海涛. 高精度单幅干涉图自动处理方法[j]. 光学仪器, 2003, 5: 003.

5. 计划与进度安排

1. 2022年2月22日-2月28日，毕业论文工作动员，组织指导老师和青年教师进行交流、培训；

2. 2022年2月22日-3月6日，下达毕业论文任务书，指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等；

3. 2022年3月1日-3月13日，学生完成开题报告，指导教师修改和审定学生论文开题报告；