4.1  计算机仿真 14

4.2  测试结果及分析 15

结  论 19

致  谢 20

参考文献 21

1 绪论

1.1  课题研究背景

光学干涉测量技术在光学测量中占有重要地位。光学干涉测量技术以光波长作为计量单位，因此测量精度非常高，被广泛应用于各种物理量测量中。光学干涉仪就是根据光学干涉原理设计制作的精密测量仪器。

传统的光学测量方法都是通过直接判读干涉图条纹或其序号来测定被检测量的。由于多种因素限制，特别是干涉条纹判读准确度的限制，传统的干涉测量不确定度只能做到 。70年代出现的移相干涉技术，采用精密移相器件，综合现代激光技术、电子与计算机技术，能够实时、快速测得多幅相位变化干涉图，从中提取出被测波面的相位分布，具有很高的测量精度，其测量不确定度不大于 。现代移相干涉技术已经成为干涉测量中一项重要技术，得到了越来越广泛的应用[1]。论文网

在光学系统中，如果采用大口径光学元件，可以扩大视场、降低系统复杂性、提高空间分辨率以及增大信号能量等[2]，因此从20世纪80年代以来，世界各国在技术条件容许的情况下，在天文、能源和航天等领域都尽可能采用大口径光学元件。而在大口径光学元件的加工过程中必须有相应的测试手段，才可以保证加工的高效率和高精度。干涉仪采用干涉检测技术，实现波长两级的非接触式测量，与其他类型的检测仪器相比拥有更高的灵敏度和更好的易用性[3]。

随着科学技术的发展，大型光学元件在天文、航天、能源等前沿科学领域逐渐得到广泛应用，越来越多的场合需要检测、校准大中型光学元件或光学系统。例如我国正在研制的神光III高功率固体激光装置中有成千上万块大口径光学元件，根据应用需求，其中许多光学元件需在布儒斯特角或小角度下进行测量，此时，干涉腔长大于2m。又如对大口径天文望远镜中的主镜或长焦距透镜等进行测量时，干涉腔长也经常达到2m以上。而这些应用场合对大口径光学元件的面形精度要求很高，因此，如何实现长腔长下大口径光学元件的高精度检测是保证镜面加工质量的关键，也是提高整个光学系统精度的关键[4]。文献综述

根据大口径光学元件生产制造的实际测试需求，干涉仪需要满足0到5米腔长的测试范围。由于干涉仪是利用波长调谐的方式进行相移处理，当干涉腔长比较大时，相移步进量的分辨率受激光器波长调谐分辨率和激光器电压控制分辨率限制，以及环境振动、气流扰动等因素的影响，都会导致干涉图间的相移量难以满足高精度控制的要求[5]，所以需要找出更为有效的处理方法，使得测量的数据更为准确和稳定。本课题从算法方面出发，试图得到一个能有效解决长干涉腔情况下波长移相相位计算问题的方法。

1.2  国内外研究现状

1.3  主要研究工作

本论文通过查找分析国内外关于移相干涉的文献，研究在长干涉腔波长移相基本原理，并通过仿真分析长干涉腔下波长移相干涉算法的特点。结合本课题，主要研究工作如下：

⑴ 分析国内外相关文献，进一步加强对随机移相干涉技术的理解，在长干涉腔的情况下存在的测量问题，并分析传统四步法的计算原理。

⑵