雙遠心鏡頭系統由于其能在較長物距范圍內保持恒定放大倍率且具有高分辨、低畸變等特性,從而被廣泛運用于應用光學中,如3D形貌檢測、管道內部探測、間隙測量等領域。但倍率的標定一直是制約雙遠心系統進一步擴展應用的因素之一,現有方法已經無法滿足其高精度、高效率、高靈敏性的標定需求。
近期,中國科學院光電技術研究所微電子裝備總體研究室提出一種基于莫爾干涉的倍率標定方法:通過設計兩個特殊的Ronchi光柵結構(每個光柵分為上下兩個部分,兩部分周期不同但大小非常接近,其中一個光柵作為參考光柵置于被測系統前),當光路通過雙遠心鏡頭系統后與后置光柵結構發生莫爾干涉時,得到由CCD采集的干涉條紋。利用光柵結構產生莫爾條紋的物理機制,同時通過后期相位解析獲得高精度的莫爾條紋周期數值,可反演推算被測系統的倍率大小。
通過兩個周期相近的光柵產生莫爾干涉具有明顯的周期放大效應,當被測系統倍率偏離設計值越大時,得到的上下條紋周期相差就越明顯,從而提高了該測量方法的精度和靈敏性。該項工作也為其他光學系統提供了一種新的倍率標定思路。
以上研究工作得到了國家自然科學基金委的資助。研究成果發表在IEEE Photonics Journal上。
The schematic of the Moiré-based interferometry calibration
The diagram of different Moiré fringes caused bydifferent magnifications
標簽:雙遠心鏡頭系統
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