相位偏折術(shù)/PDM/偏折測量（Deflectometry）技術(shù)簡介

摘要：

偏折測量技術(shù)（PDM）又稱為相位偏折術(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量技術(shù),絕對檢測精度可達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,。具有測量角度大,、非接觸、精度高,、速度快等特點,。

偏折測量系統(tǒng)構(gòu)成：

相位偏折測量系統(tǒng)主要由ccd相機 、LCD顯示屏和待測件三個部分組成,，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，正弦條紋被待測鏡表面反射后發(fā)生畸變,，CCD相機采集畸變后的條紋,，再利用相位斜率映射 關(guān)系從畸變的條紋圖中計算出待測鏡梯度信息。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采集。

然后,，通過上面所提到的折疊相位,、絕對相位計算方法解調(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)得到被測物體的三維形貌數(shù)據(jù)。

偏折測量技術(shù)優(yōu)勢：

測量范圍寬：能夠測量平面,、球面,、非球面、離軸拋物面,、自由曲面等,；

對環(huán)境噪聲不敏感：具有非常強的抗環(huán)境干擾；

系統(tǒng)搭建簡單,、性價比高：使用商業(yè)化的配件,，對成像光路沒有特殊要求。

偏折測量技術(shù)現(xiàn)狀： 

在現(xiàn)實中,，偏折測量技術(shù)的實現(xiàn)是復(fù)雜的,，因為一方面單一的圖像是不夠的，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,，定義目標(biāo)發(fā)出的圖像和相機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，使得方程在實踐中只有一個解,。這就是我們的創(chuàng)新之所在,。我們開發(fā)了一種校準(zhǔn)方法，該方法實施簡單,，效率很高,，可以充分表征測量系統(tǒng)，從而使被測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li技術(shù)的偏折測量系統(tǒng),。該系統(tǒng)由一個計算機屏幕(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捕捉,。顯示器和攝像頭連接到一臺計算機，該計算機執(zhí)行重建表面所需的復(fù)雜計算,。計算機,、攝像機和攝像機的定位系統(tǒng)集成在一個盒子里，結(jié)果顯示在顯示用戶界面的第二個屏幕上,。該系統(tǒng)對震動,，環(huán)境光等環(huán)境要求非常低，系統(tǒng)操作簡便,，用戶可以在收到貨物后30分鐘內(nèi)上手操作,。

偏折測量系統(tǒng)檢測精度：

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

結(jié)語：

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

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)品專業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類激光器,、光電調(diào)制器,、光學(xué)測量設(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,、國防、量子光學(xué),、生物顯微,、物聯(lián)傳感、激光制造等,；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝,，培訓(xùn)，硬件開發(fā),，軟件開發(fā),，系統(tǒng)集成等服務(wù)。