接觸過激光散斑干涉測(cè)量和數(shù)字全息測(cè)量等技術(shù)的朋友,一定對(duì)包裹相位和解包裹相位這兩個(gè)概念不陌生。那么到底什么是包裹相位和解包裹相位呢?
我們知道經(jīng)過一個(gè)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng),在CCD上干涉形成的散斑條紋,包含了光強(qiáng)和相位信息。要得到被測(cè)物體表面的形變數(shù)據(jù),需要從散斑條紋中提取出相位信息。這個(gè)過程需要用到“相移技術(shù)”。“相移技術(shù)”是一種非常復(fù)雜的技術(shù),在此我們不對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入介紹和詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),我們只需要簡(jiǎn)單了解這項(xiàng)技術(shù)的原理:建立起相位差和光強(qiáng)的關(guān)系,通過引入多個(gè)已知的“相移量”來求解未知數(shù),最終獲取準(zhǔn)確的相位信息。以“四步相移法”為例,最終通過一個(gè)反正切函數(shù)建立起相位和光強(qiáng)的定量關(guān)系,在反解三角函數(shù)的過程中,相位差被約束在“-π,+π”之間,這個(gè)約束,我們一般稱為“包裹”,這就是包裹相位的由來。
顯而易見,包裹相位帶來這樣一個(gè)問題,光線的相位變化是連續(xù)的,而通過相移技術(shù)獲取的相位信息卻被包裹在“-π,+π”之間,變成了不連續(xù)的跳變信號(hào)。如下圖所示。左圖是通過CCD獲取的散斑干涉圖,可以看到明顯的干涉條紋。中圖就是“包裹相位圖”,每一個(gè)周期都有明顯的跳變,這是因?yàn)橄辔槐话?ldquo;-π,+π”之間。右邊是解包裹相位后的圖像。
將包裹在“-π,+π”之間相位信息展開,還原成連續(xù)變化的相位數(shù)據(jù),這個(gè)過程就是“解包裹相位”。對(duì)相位圖進(jìn)行解包裹展開計(jì)算,就獲得物體表面各點(diǎn)的位移場(chǎng)分布數(shù)據(jù)了。
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