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基于LabVIEW的迈克尔逊干涉微位移测量方法研究

2021-01-11李晓飞张周强张守京

机械与电子 2021年1期
关键词:测量区域

李晓飞,张周强,张守京,周 玲

(西安工程大学机电工程学院,陕西 西安 710600)

0 引言

迈克尔逊干涉仪作为物理光学实验的重要光学仪器,广泛应用于测量激光波长、微小位移变化、折射率、弹性模量等领域,在干涉测量技术领域中具有重要的地位和作用[1-4],迈克尔逊干涉仪结构设计原理基础广泛应用于生产和科学研究领域。

在迈克尔逊干涉微小位移测量实验中,其检测原理均是根据微调手轮的移动改变光程差,引起干涉牛顿环的明暗变化,通过对干涉条纹变化数量的准确计数,实现对微小位移量的计算。传统的微小位移测量中,通常采用人眼观察条纹变化的方法来计数,当条纹变化数较多时,由于工作量较大与长时间的视觉集中,容易产生视觉疲劳,造成人工误差,对微小位移测量精度产生影响[5-6]。

针对上述人工计数容易造成的人为误差的缺陷,本文提出了一种基于LabVIEW的图像采集、处理的方法。采用CCD相机对干涉条纹采集,由计算机进行条纹变化计数,从而测量出引起条纹变化的微小位移,为干涉条纹的自动测量提供一种新的可行性技术方法。

1 测量原理及干涉条纹图像采集

1.1 系统测量原理

本实验的测量原理来源于迈克尔逊干涉仪的工作原理。系统光路原理如图1所示,该系统主要包含4个部分:He-Ne激光光源、迈克尔逊干涉系统、干涉条纹采集系统、图像处理系统。由He-Ne激光器发出的激光束经过声光调制器进行光强调制,到达分光镜……

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