相位偏折術(shù)/PDM/偏折測(cè)量（Deflectometry）技術(shù)簡(jiǎn)介

摘要：

偏折測(cè)量技術(shù)（PDM）又稱(chēng)為相位偏折術(shù)或條紋反射法，是一種非接觸式,、低成本,、高魯棒性且高精度的面形測(cè)量技術(shù),絕對(duì)檢測(cè)精度可達(dá)10-20nm RMS,可以用于平面、球面,、非球面,、離軸拋物面、自由曲面等面型的高精度檢測(cè),。具有測(cè)量角度大,、非接觸、精度高,、速度快等特點(diǎn),。

偏折測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成：

相位偏折測(cè)量系統(tǒng)主要由ccd相機(jī) 、LCD顯示屏和待測(cè)件三個(gè)部分組成,，系統(tǒng)配置如下圖,。LCD顯示屏投射提前生成好的結(jié)構(gòu)光正弦條紋,，正弦條紋被待測(cè)鏡表面反射后發(fā)生畸變,，CCD相機(jī)采集畸變后的條紋，再利用相位斜率映射 關(guān)系從畸變的條紋圖中計(jì)算出待測(cè)鏡梯度信息,。zui后根據(jù)基梯度數(shù)據(jù)的面形重構(gòu)算法,，重建出待測(cè)鏡的面形。

偏折術(shù)基本原理：

首先,，LCD顯示設(shè)備顯示預(yù)先編碼的結(jié)構(gòu)光圖案（正弦光柵圖）,，被測(cè)物體表面按照光的反射定律反射這些結(jié)構(gòu)光，并被放置于另一角度的相機(jī)采集,。

然后,，通過(guò)上面所提到的折疊相位、絕對(duì)相位計(jì)算方法解調(diào)變形條紋中的相位信息,。

zui后,，根據(jù)建立的相位—梯度—深度或相位—深度關(guān)系，以及標(biāo)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)得到被測(cè)物體的三維形貌數(shù)據(jù),。

偏折測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

測(cè)量范圍寬：能夠測(cè)量平面,、球面,、非球面、離軸拋物面,、自由曲面等,；

對(duì)環(huán)境噪聲不敏感：具有非常強(qiáng)的抗環(huán)境干擾；

系統(tǒng)搭建簡(jiǎn)單,、性?xún)r(jià)比高：使用商業(yè)化的配件,，對(duì)成像光路沒(méi)有特殊要求。

偏折測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀： 

在現(xiàn)實(shí)中,，偏折測(cè)量技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是復(fù)雜的,，因?yàn)橐环矫鎲我坏膱D像是不夠的，而且還需要準(zhǔn)確地表征圖像的尺寸以及物體與觀察者之間的距離,。確實(shí),，定義目標(biāo)發(fā)出的圖像和相機(jī)捕捉到的反射之間關(guān)系的數(shù)學(xué)公式是已知的，但它們包含太多的變量,，使得方程在實(shí)踐中只有一個(gè)解,。這就是我們的創(chuàng)新之所在。我們開(kāi)發(fā)了一種校準(zhǔn)方法,，該方法實(shí)施簡(jiǎn)單,，效率很高，可以充分表征測(cè)量系統(tǒng),，從而使被測(cè)物體反射的圖像可用,。

上海昊量光電設(shè)備有限公司推出了一款具有特殊專(zhuān)li技術(shù)的偏折測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕(瞄準(zhǔn)具)組成,，參考圖像顯示在屏幕上,。參考圖像的反射由照相機(jī)捕捉。顯示器和攝像頭連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī),，該計(jì)算機(jī)執(zhí)行重建表面所需的復(fù)雜計(jì)算,。計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和攝像機(jī)的定位系統(tǒng)集成在一個(gè)盒子里,，結(jié)果顯示在顯示用戶(hù)界面的第二個(gè)屏幕上,。該系統(tǒng)對(duì)震動(dòng)，環(huán)境光等環(huán)境要求非常低,，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便,，用戶(hù)可以在收到貨物后30分鐘內(nèi)上手操作。

偏折測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)精度：

上海昊量光電設(shè)備有限公司推出的偏折測(cè)量系統(tǒng)精度可達(dá)<15nm RMS或者優(yōu)于λ/40 RMS,。

結(jié)語(yǔ)：

隨著工業(yè)制造業(yè)發(fā)展,，我國(guó)在航空航天、裝備制造、汽車(chē)工業(yè),、生物醫(yī)學(xué)與通信和微電子高科技等領(lǐng)域方面對(duì)鏡面和鏡面類(lèi)等零件需求越來(lái)越大,，其已經(jīng)成為了我國(guó)在通信行業(yè)的關(guān)鍵零件之一。制造過(guò)程中有一道必要工序就是面形檢測(cè),，目前的常用檢測(cè)方法存在檢測(cè)效率低,，檢測(cè)精度不滿(mǎn)足要求等問(wèn)題。隨著上海昊量光電設(shè)備有限公司的相位偏折測(cè)量系統(tǒng)推出,，可以有效助力科技項(xiàng)目,。

關(guān)于昊量光電：

上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器,、光電調(diào)制器,、光學(xué)測(cè)量設(shè)備、光學(xué)元件等,，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工,、光通訊、生物醫(yī)療,、科學(xué)研究,、國(guó)防、量子光學(xué),、生物顯微,、物聯(lián)傳感、激光制造等,；可為客戶(hù)提供完整的設(shè)備安裝,，培訓(xùn)，硬件開(kāi)發(fā),，軟件開(kāi)發(fā),，系統(tǒng)集成等服務(wù)。