文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200753
中文引用格式： 李涇渭，辛青，郁杰，等. 使用最小二乘迭代相移方法測量透明元件[J].電子技術應用，2021，47(1)：100-107.
英文引用格式： Li Jingwei，Xin Qing，Yu Jie，et al. Measure transparent elements using least squares iterative phase shift method[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：100-107.
0 引言
光學元件面形最主要的檢測方法是相移干涉法，在傳統情況下，被檢測的光學元件只有一個光滑表面，使用傳統的相移干涉算法，能檢測到高精度的光學元件面形[1-2]。但是，當傳統的相移干涉算法檢測前后兩個表面都光滑的光學元件時，由于被測元件前后兩個表面都會產生反射光，所形成的干涉圖像由多表面干涉形成，傳統的相移干涉無法分離各自的干涉條紋，故無法測得此時的光學元件的面形。
目前常用的消除多表面干涉的方法是使用折射率匹配的消光漆或凡士林涂抹在被測光學元件的后表面，抑制后表面的反射，或者使用多模激光器[3]使后表面的反射光與測試光不相干。但是前者方法需要接觸測試面，可能導致其面形遭到破壞；后者方法使用的實驗裝置過于復雜，其受環境影響較大，其結果不夠精確。TSURUTA T等學者使用白光干涉儀測量多表面面形[4]，此后其他作者也使用了白光干涉測量法[5-6]，此方法可以使多個表面引起的干涉條紋交替分離，由分離的干涉條紋可以測量出測試元件的面形現狀。但是，由于此測量方法使用白光LED作為光源，其相干長度允許范圍小于2 μm，并且，當測試樣品的厚度大于1 mm時，由于透射光的光程差的零位置隨每個波長不同而不同，測量精度會降低。此外，徐建程等提出了一種單幅三表面干涉條紋空域傅里葉分析方法[7]，此方法基于多表面干涉時每個面反射率不同，在頻譜域中各個面的反射條紋將被分離，但是需要引入空間載波且精度較低。
使用波長調諧干涉儀[8-10]，可以解決上述問題。如果波長調諧干涉儀的光源波長根據時間線性變化，其與干涉光束的光程差成比例，當掃描時的波長變化小于1 nm時，其表面面形將以納米精度確定[11-13]。由于使用單色光作為光源，干涉圖像由不同表面形成的干涉條紋組成，為了在干涉圖像中正確地提取特定干涉信號的相位，需要使用一個特殊的相移算法。本文基于最小二乘擬合算法，使用最小二乘迭代的方法對多表面干涉圖進行分析，并使用窗函數對不同表面的干涉圖進行分離。
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作者信息:
李涇渭，辛 青，郁 杰，侯昌倫
(杭州電子科技大學 電子信息學院，浙江 杭州310000)