[发明专利]一种应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法

权利要求书

1.一种应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法，其特征在于：包括标定过程和测试过程，其中标定过程包含如下步骤：

1)初始化系统，上位机控制闭环压电陶瓷促动器PZT大范围间断扫描，利用光电探测器输出超辐射发光二极管SLD干涉信号数据并保存；

2)通过提取极大值点的方式提取干涉信号的上包络，寻找干涉上包络的最大值，并在其两侧1μm范围内采用三次样条插值的方法精确确定零光程差位置；

3)利用干涉光强最大值对干涉上包络进行归一化处理，然后将光强最大值对应位置设为零光程差，更改位置表达方式；

4)利用基于最小二乘的高斯函数拟合的方法对当前测量位置与干涉上包络进行拟合，得到其函数关系式；

测试过程包含如下步骤：

1)初始化系统，计算机控制闭环压电陶瓷促动器PZT大范围连续扫描，利用光电探测器和DSP控制器采集并保存SLD干涉信号数据；

2)利用DSP控制器寻找全局最大光强对应的最大电压，并传输给上位机；

3)利用DSP控制器让开环PZT进行小范围扫描，并寻找局部最大光强对应的最大电压，并传输给上位机；

4)上位机利用DSP传输的数据求得电压相对量，代入标定获得的函数表达式，计算当前测量位置并显示；

5)当重新调整样品位置时，若倾斜角改变，则重新执行步骤2)、3)、4)，若倾斜角未改变，则仅执行步骤3)、4)即可；

所述波长调制抗振干涉系统通过超辐射发光二极管SLD(6)产生光，通过准直透镜(7)、第一热镜(8)进入Linnik结构干涉系统，形成干涉后经第二热镜(14)分离SLD干涉信号，通过光电探测器(16)采集干涉信号，最终送入DSP控制器(17)进行处理，处理完成后传输给上位机(20)，所述的Linnik结构干涉系统包括分光棱镜(9)、两个相同的物镜(10)、放置样品的载物台(11)和固定在两个压电陶瓷促动器PZT上的反射镜，所述的DSP控制器包括16位模数转换器AD7606、TMS320F28335微处理器最小系统、16位数模转换器DAC8552。

2.根据权利要求1所述的应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法，其特征在于：标定过程步骤1)包括：

(1.1)打开SLD光源、光电探测器、PZT控制器，通过观察示波器上光电探测器输出，调节载物台至示波器上出现干涉条纹，并接近零光程差位置；

(1.2)通过上位机控制闭环压电陶瓷促动器PZT，在调整位置两侧进行大范围间断扫描；

(1.3)利用数据采集卡采集探测器输出电压数据并保存至上位机。

3.根据权利要求2所述的应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法，其特征在于：第(1.1)步所述的调 节 载物台至示波器上出现干涉条纹且接近零光程差位置，是调节载物台沿光轴方向的位置，至示波器中的电压出现近似正弦趋势变化，即出现干涉条纹，并通过判断亮条纹对应的电压幅值大小近似判断是否接近零光程差位置。

4.根据权利要求1所述的应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法，其特征在于：标定过程步骤3)中所述的归一化处理以电压相对量作为变量，其计算公式为：

其中U_r为电压相对量，U为不同位置处的光探测器输出绝对电压值，U_m为整个扫描过程中探测器输出的绝对电压最大值，对应零光程差位置。

5.根据权利要求1所述的应用于波长调制抗振干涉系统的位置粗获取方法，其特征在于：标定过程步骤4)所述的高斯拟合公式为：

其中a₁,a₂,b₁,b₂,c₁,c₂为高斯拟合系数，x为当前测量位置，U_r为电压相对量。