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申请/专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所

摘要：一种基于刀口横向扫描的波面功率谱密度PSD检测方法，包括：首先将待测波面置于4f系统物面处，CCD置于4f系统像面处；之后控制刀口在4f系统频谱面附近垂直于光轴等间隔横向切割，从产生刀口干涉条纹开始到像面光场消失，通过CCD采集多幅阴影图；最后截取每幅阴影图中零级亮条纹半高全宽以内的区域进行拼接，计算得到待测波面的全局PSD。该检测方法不仅解决了当待测波面发生频谱混叠时已有刀口法检测PSD失效的问题，还避免了因刀口切割位置判断错误导致的实验误差，从而可以拓宽已有刀口法的检测场景，快速准确地获取波面的PSD信息，为中高频光学元件质量判断提供依据。

主权项：1.一种基于刀口横向扫描的波面功率谱密度PSD检测方法，其特征在于，包括：步骤1.配置测量系统：所述测量系统，包括两块焦距相同的傅里叶变换透镜，构成一个4f系统；待测波面位于4f系统的物面；还包括一刀口及其位移系统，该位移系统为水平二维位移台，刀口为一锐边，安装在该水平二维位移台，并位于所述4f系统的频谱面附近；以及一CCD相机，放置在4f系统像面处，并与一计算机相连；步骤2.构建光路：根据待测波面的位置，确定第一块傅里叶透镜位置，使待测波面位于其前焦面；第二块傅里叶透镜放置于第一块傅里叶透镜后二倍焦距处，与第一块傅里叶透镜共同构成4f系统；将CCD相机置于第二块傅里叶透镜后焦面；将刀口及其位移系统置于第一块傅里叶透镜后焦面附近，使得刀口可在频谱面附近进行沿光轴的平移运动与垂直于光轴的切割运动；步骤3.数据采集：通过所述位移系统控制刀口从频谱面一侧逐渐向内切割，当刀口触及中心零级光斑时，利用刀口衍射光与基底光干涉，产生干涉条纹开始，每隔预设距离Δd采集一幅阴影图，直到CCD相机12采集到的光场完全消失，其中，Δd的选取应确保采集到的两幅相邻阴影图里零级干涉亮条纹中心在图中对应位置的距离Δ均小于等于零级干涉亮条纹的半高全宽；步骤4.阴影图拼接：以每幅所述阴影图的零级亮条纹为中轴，截取宽为Δ的有效区域图，进行强度归一化处理，并乘以强度调节因子b后，依次进行拼接，其中，强度调节因子b的选取以使接缝两侧一列像素平均值差异最小为原则；步骤5.图像处理：针对不同的测量光源，对最终拼接的图像进行强度补偿，以得到均匀分布的最终测量图；步骤6.二维PSD计算对所述最终测量图添加汉宁窗，消除图像边缘截断效应，之后以最终测量图中心为零坐标，进行傅里叶变换，并将傅里叶变换结果代入下面离散PSD计算公式即可得到待测波面的二维PSD： 其中Ix,y为像面采集光强，Vx,Vy代表离散化后的频率，Δx,Δy代表采样间隔，Nx,Ny代表采样点数，λ表示测量光波长；步骤7.一维PSD计算将二维PSD计算结果代入离散拉冬变换公式，得到一维PSD：

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百度查询： 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于刀口横向扫描的波面功率谱密度（PSD）检测方法