摘要:
偏折測量技術(shù)(PDM)又稱為相位偏折術(shù)或條紋反射法,是一種非接觸式、低成本、高魯棒性且高精度的面形測量技術(shù),絕對檢測精度可達(dá)10-20nm RMS,可以用于平面、球面、非球面、離軸拋物面、自由曲面等面型的高精度檢測。具有測量角度大、非接觸、精度高、速度快等特點。
偏折測量系統(tǒng)構(gòu)成:
相位偏折測量系統(tǒng)主要由ccd相機 、LCD顯示屏和待測件三個部分組成,系統(tǒng)配置如下圖。LCD顯示屏投射提前生成好的結(jié)構(gòu)光正弦條紋,正弦條紋被待測鏡表面反射后發(fā)生畸變,CCD相機采集畸變后的條紋,再利用相位斜率映射 關(guān)系從畸變的條紋圖中計算出待測鏡梯度信息。zui后根據(jù)基梯度數(shù)據(jù)的面形重構(gòu)算法,重建出待測鏡的面形。
偏折術(shù)基本原理:
首先,LCD顯示設(shè)備顯示預(yù)先編碼的結(jié)構(gòu)光圖案(正弦光柵圖),被測物體表面按照光的反射定律反射這些結(jié)構(gòu)光,并被放置于另一角度的相機采集。
然后,通過上面所提到的折疊相位、絕對相位計算方法解調(diào)變形條紋中的相位信息。
zui后,根據(jù)建立的相位—梯度—深度或相位—深度關(guān)系,以及標(biāo)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)得到被測物體的三維形貌數(shù)據(jù)。
偏折測量技術(shù)優(yōu)勢:
測量范圍寬:能夠測量平面、球面、非球面、離軸拋物面、自由曲面等;
對環(huán)境噪聲不敏感:具有非常強的抗環(huán)境干擾;
系統(tǒng)搭建簡單、性價比高:使用商業(yè)化的配件,對成像光路沒有特殊要求。
偏折測量技術(shù)現(xiàn)狀:
在現(xiàn)實中,偏折測量技術(shù)的實現(xiàn)是復(fù)雜的,因為一方面單一的圖像是不夠的,而且還需要準(zhǔn)確地表征圖像的尺寸以及物體與觀察者之間的距離。確實,定義目標(biāo)發(fā)出的圖像和相機捕捉到的反射之間關(guān)系的數(shù)學(xué)公式是已知的,但它們包含太多的變量,使得方程在實踐中只有一個解。這就是我們的創(chuàng)新之所在。我們開發(fā)了一種校準(zhǔn)方法,該方法實施簡單,效率很高,可以充分表征測量系統(tǒng),從而使被測物體反射的圖像可用。
上海昊量光電設(shè)備有限公司z新推出了一款具有特殊專li技術(shù)的偏折測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個計算機屏幕(瞄準(zhǔn)具)組成,參考圖像顯示在屏幕上。參考圖像的反射由照相機捕捉。顯示器和攝像頭連接到一臺計算機,該計算機執(zhí)行重建表面所需的復(fù)雜計算。計算機、攝像機和攝像機的定位系統(tǒng)集成在一個盒子里,結(jié)果顯示在顯示用戶界面的第二個屏幕上。該系統(tǒng)對震動,環(huán)境光等環(huán)境要求非常低,系統(tǒng)操作簡便,用戶可以在收到貨物后30分鐘內(nèi)上手操作。
偏折測量系統(tǒng)檢測精度:
上海昊量光電設(shè)備有限公司推出的偏折測量系統(tǒng)精度可達(dá)<15nm RMS或者優(yōu)于λ/40 RMS。
結(jié)語:
隨著工業(yè)制造業(yè)發(fā)展,我國在航空航天、高端裝備制造、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)與通信和微電子高科技等領(lǐng)域方面對鏡面和鏡面類等零件需求越來越大,其已經(jīng)成為了我國在通信行業(yè)的關(guān)鍵零件之一。制造過程中有一道必要工序就是面形檢測,目前的常用檢測方法存在檢測效率低,檢測精度不滿足要求等問題。隨著上海昊量光電設(shè)備有限公司z新的相位偏折測量系統(tǒng)推出,可以有效助力科技項目。
關(guān)于昊量光電:
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商,產(chǎn)品包括各類激光器、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備、光學(xué)元件等,涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫(yī)療、科學(xué)研究、國防、量子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、激光制造等;可為客戶提供完整的設(shè)備安裝,培訓(xùn),硬件開發(fā),軟件開發(fā),系統(tǒng)集成等服務(wù)。