相移技术及其原理

1.位相分析原理

相移法是由已知或未知相移的图像求出相位图，其原理是在两束相干光的相位差之间引入有序的位移，当相位变化时干涉条纹的位置也发生相应的移动。任一点的光强公式为

I（x，y）=I₀（x，y）{1+γ（x，y）cos[Δϕ（x，y）]} （3-42）

式中，I₀是未知的平均强度；γ是未知的条纹可见度；Δϕ是待测相位。

引入相位移后，图像上各点的光强可表示为

I（x，y）=I₀（x，y）{1+γ（x，y）cos[Δϕ（x，y）+θ]} （3-43）(www.xing528.com)

式中，θ为引入云纹干涉系统中物光和参考光之间的相对相位改变量。在整个干涉图像为常数的情况下，给出相位差即可确定相位大小。通常有三步相移、四步相移和五步相移等。最常用的是四步相移。四步相移采用四幅不同相位的云纹干涉图像，采用的云纹干涉系统的相移计算处理软件应支持等幅四步相移方法。相移量分别为0，，π，，即将一个周期分成四等份。其光强公式分别为

每一点的相位为

2.相移器

目前通用的相移器有压电式位移相移器、偏振式相移器、液晶相位调制器、光学相移调整器和光电相移调制器等，这些相移设备可以在物光和参考光束之间产生连续或不连续的相位变化。

压电陶瓷晶体（PZT）是较早使用的相移装置。其工作原理是将压电陶瓷晶体贴在参考光路中的反射镜背面，通过电源驱动压电陶瓷晶体，使其产生一个微小位移，从而带动反射镜一起移动，控制驱动电压就可以控制压电陶瓷晶体位移，从而达到改变参考光相位的变化。