[发明专利]一种用于微小角度测量的F-P标准具干涉成像质量评价方法

说明书

本发明公开了一种用于微小角度测量的F‑P标准具干涉成像质量评价方法，本发明通过测量并且评价F‑P标准具干涉成像图像的光强分布均匀性评价、图像的清晰程度评价、图像的椭圆化程度评价和图像的成像圆环之间最优选取评价，大大提高了成像质量，本发明弥补了在F‑P标准具干涉法测量微小角度中，缺少一个对干涉图像质量评价方法的不足，可实现用于微小角度测量的F‑P标准具干涉成像质量评价。

技术领域

本发明涉及微小角度测量方法领域，具体地说是一种用于微小角度测量的F-P标准具干涉成像质量评价方法。

背景技术

微小角度测量技术广泛应用于精密机械组件安装、精密与超精密加工、瞄准与定位等场合，在机械、航空航天、军事等领域都具有极其重要的意义和作用。F-P标准具干涉法是目前实现高精度测量微小角度的技术手段之一，它利用F-P标准具的干涉成像原理，使用物镜将入射光的偏转角度投射到像平面上，由面阵器件接收同心干涉圆环的圆心位移实现对偏转角的测量。

对于F-P标准具干涉法测量微小角度，以往的测量研究多集中于其测量原理的改进、干涉图像的处理算法改进等，缺少对其干涉图像的成像光强分布均匀性、成像清晰程度、成像圆环的椭圆化和成像圆环之间的最优选取等成像质量方面的研究，不利于F-P标准具干涉法测量微小角度的溯源，影响微小角度测量的准确度。

为解决存在的上述问题，有必要采用新型的用于微小角度测量的F-P标准具干涉成像质量评价方法。

发明内容

本发明针对现有技术及处理方法的不足，提供了一种用于微小角度测量的F-P标准具干涉成像质量评价方法，解决了在微小角度测量中，F-P标准具干涉图像的成像光强分布均匀性、成像清晰程度、成像圆环椭圆化程度和成像圆环之间的最优选取等成像质量问题，弥补了在F-P标准具干涉法测量微小角度中，缺少一个对干涉图像质量评价方法的不足，同时成本较低，效率较高，性价比较高。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于微小角度测量的F-P标准具干涉成像质量评价方法，包括以下步骤：

步骤一：获取同心干涉圆环图像。由面阵器件接收到偏转角发生前的的同心干涉圆环图像；

步骤二：判断同心干涉圆环图像的光强均匀性。对获取到的同心干涉圆环图像，沿着水平方向和竖直方向作中轴线，测量两条中轴线上所有圆环的最大光强度，建立直角坐标系，以水平中轴线为x轴，竖直中轴线为y轴，两条中轴线交点为原点，分别计算x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向和y轴负方向上各个圆环最大光强值的平均值，分别为通过比较四个值之间的接近程度与阈值L₂作比较，判断图像光强的均匀性是否合格，如下；

计算的算数平均值分别计算与的差值的绝对值，使得最大的差值的绝对值与相除得到L₁，即为图像的光强分布均匀性参量，当L₁L₂时，判断图像光强分布均匀性不合格，否则均匀性合格。

步骤三：判断同心干涉圆环图像的清晰程度。干涉条纹的半极大值全宽度FWHM，即当光强降到最大值的一半时所对应的相位差。在理想焦平面附近移动面阵器件，接收面阵器件在不同位置情况下的同心干涉圆环图像，计算所有同心干涉圆环图像中指定序号圆环在两个中轴线经过附近的FWHM值，分别为FWHMx+、FWHMx-、FWHMy+、FWHMy-。通过比较所有图像的FWHM算数平均值大小，FWHM算数平均值最小的图像为最接近理想焦平面，从而获得最清晰的图像，如下；

FWHMn＝(FWHMx+n)+(FWHMx-n)+(FWHMy+n)+(FWHMy-n)(n＝1,2,3…)

FWHM min＝min(FWHM1，FWHM2，FWHM3，FWHM4…FWHMn)