[发明专利]一种基于飞秒脉冲的多目标3D表面形貌测量方法

权利要求书

1.一种基于飞秒脉冲的多目标3D表面形貌测量方法，包括如下步骤，1)，构建飞秒激光扫频干涉多目标3D表面形貌测量装置，将飞秒激光振荡器的重复频率锁定到可扫频参考信号模块；其特征在于，

2)，使用单模长光纤和色散补偿光纤的不等臂组合模块，提高目标表面扫描速度；

3)，同光源波段转换及多目标表面形貌测量，采用不同光波段，使用干涉系统，实现多目标表面不同脉冲的低相干干涉并采集干涉图；

4)通过图像采集装置进行数据处理，实现多个目标的3D表面形貌轮廓重构；

所述飞秒激光扫频干涉多目标3D表面形貌测量装置，包括重复频率溯源扫描模块(1)、单模长光纤和色散补偿光纤的不等臂组合模块(9)、可见近红外光干涉模块(10)和红外光干涉模块(11)，由光纤分束器将飞秒激光发出的脉冲光束分离，分别作为测量目标的脉冲光源；以每个测量目标为一个子部分，每个子部分以迈克尔逊干涉仪作为基础进行改进，光程差通过增加光纤来控制；分别采用红外CCD相机和可见光相机捕获干涉图像，光源通过光纤分束器照射到待测物体上并反射，与参考镜反射光束进行不等臂干涉。

2.根据权利要求1所述基于飞秒脉冲的多目标3D表面形貌测量方法，其特征在于：重复频率溯源扫描模块，包括GPS参考频率器、信号发生器、重复频率同步器和飞秒激光振荡器，利用GPS参考频率器作信号发生器的频率参考，输出可调谐10MHz的正弦波，重复率同步器将信号发生器的输出信号倍频到100MHz作为飞秒激光振荡器的重复频率，使用信号发生器的频率调谐功能实现重复频率的溯源扫描。

3.根据权利要求1所述基于飞秒脉冲的多目标3D表面形貌测量方法，其特征在于：不等臂光纤干涉，每个子部分的两路光通过增加单模长光纤引入光程差，实现不等臂干涉。

4.根据权利要求1所述基于飞秒脉冲的多目标3D表面形貌测量方法，其特征在于：所述图像采集装置，包括可见光CCD摄像机、红外光CCD摄像机、计算机、图像采集卡、视频线缆，通过可见光CCD摄像机、红外光CCD摄像机获得飞秒光频梳扫频低相干干涉条纹后，对捕获到的大量的干涉条纹进行信息处理，实现3D表面轮廓重构。