提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法

作者：吴宏圣; 曾琪峰; 乔栋; 郭帮辉

来源：光学精密工程, 2011, (08): 1944-1949.

• 莫尔条纹
• 相位差滤波
• 指示光栅
• 高次谐波 Moiré fringe
• phase-difference filtering
• scanning reticle
• high harmonic generation

针对莫尔条纹信号的质量问题提出一种相位差滤波法。将指示光栅上四场裂相方式中每场细分为多个不同相位的行组合,利用行组合间的不同相位排列关系来消弱高次谐波的分量,从而提高莫尔条纹信号的质量。首先,介绍了莫尔条纹的傅里叶级数表达式,对莫尔条纹的各次谐波特性进行了分析。然后,以指示光栅的图案设计为例,阐明该滤波方法消除二次、三次和四次谐波的过程。最后,通过仿真和实验,验证了该滤波方法对削弱高次谐波的有效性。实验结果表明,该滤波方法可将莫尔条纹信号的三次谐波削弱4.9%,在20μm内测量精度提高了0.5μm。另外,该方法仅改变指示光栅的刻划图案,不增加制造成本和体积,实用性强,易于工业生产。

• 出版日期2011
• 单位中国科学院长春光学精密机械与物理研究所