文档名：干涉仪仪器传递函数噪声容限分析与优化
摘要：在高精度平面干涉仪系统评价标准中,仪器传递函数(InstrumentTransferFunction,ITF)已经逐渐成为干涉仪性能的重要评价指标,它准确地反映了光学系统对于测量形貌不同空间频率的分辨能力.然而,ITF测试过程中的实验环境要求较为严格,干涉仪系统噪声会导致测试结果产生较大失真.为了能够准确表征干涉仪系统的性能,通过仿真分析与实际实验结合的方式,将仿真干涉图引入不同量级的高斯随机噪声,探究了噪声对于ITF测试结果的影响,提出测试误差的评价指标ITFRMS值,分析了干涉仪系统的噪声容限,依据评价指标提出了几种不同的ITF测试优化方法,并搭建实验系统进行分析验证.实验结果表明,在未优化的ITF测试流程中,所搭建的干涉仪系统ITF测试的ITFRMS值为0.1112,而优化后同样噪声量级的干涉仪系统所得ITFRMS值则分别降至0.0693,0.0367,0.0579.此结果证明了优化方案的可行性,该方案能有效抑制干涉仪系统ITF测试过程中的噪声干扰影响.
Abstract：Intheevaluationofhigh-precisionflatinterferometersystems,theInstrumentTransferFunc-tion(ITF)hasbecomeanessentialindexforassessinginterferometerperformance.Itaccuratelycharacteriz-estheresolutioncapabilityofopticalsystemsinmeasuringprofilesatdifferentspatialfrequencies.Howev-er,strictexperimentalenvironmentrequirementsandinterferencesystemnoisecansignificantlydistortITFtestresults.Toaccuratelycharacterizeinterferometerperformance,thispapercombinessimulationanalysiswithpracticalexperiments,introducingsimulatedinterferogramsintovaryinglevelsofGaussianrandomnoise.WeexploretheimpactofnoiseonITFtestresults,proposetheITFRMSvalueasanevalua-tionindexformeasurementerror,andanalyzethenoisetoleranceoftheinterferometersystem.SeveralITFtestoptimizationmethodsarepresentedbasedonthisevaluationindex.Anexperimentalsystemisbuiltforanalysisandvalidation.ThefinalresultsindicatethatintheunoptimizedITFtestingprocess,theITFRMSvalueoftheinterferometersystemis0.1112.Afteroptimization,withthesamenoiselevel,ITFRMSvaluesreduceto0.0693,0.0367,and0.0579,respectively.Theseresultsdemonstratethefeasi-bilityoftheproposedoptimizationscheme,effectivelysuppressingnoiseinterferenceduringITFtestingoftheinterferometersystem.
作者：樊耀轩 张文喜 伍洲 杨帅 覃日康 Author：FANYaoxuan ZHANGWenxi WUZhou YANGShuai QINRikang
作者单位：中国科学院空天信息创新研究院,北京100094;中国科学院大学光电学院,北京100049中国科学院空天信息创新研究院,北京100094
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：P164
关键词：干涉测量 斐索干涉仪 仪器传递函数 噪声容限
Keywords：interferometrytechnology Fizeauinterferometer instrumenttransferfunction noisetoler-ance
机标分类号：TN915.04U231.7TG111.8
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：中国科学院青年创新促进会项目干涉仪仪器传递函数噪声容限分析与优化[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)樊耀轩 张文喜 伍洲 杨帅 覃日康在高精度平面干涉仪系统评价标准中,仪器传递函数(InstrumentTransferFunction,ITF)已经逐渐成为干涉仪性能的重要评价指标,它准确地反映了光学系统对于测量形貌不同空间频率的分辨能力.然而,ITF测试过程中的实验环境...参考文献和引证文献
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