一种新的迈克尔逊干涉条纹计数方法

　　1引言

　　迈克尔逊十涉光路中光程差的改变.将引起干涉环不断地“目出”或.’淹没”，对干涉环的准确计数河精确测量光程差的变化量二基于此原理，可利用迈克尔逊千涉仪测量激光波长、全息干板膜厚度、限电常数、折射率等。在所有应用中、关键技术是对干涉条纹变化的准确计数。以往均采用人眼或者利用光敏二极管对干涉环变化进行计数，但其误差极大。本文计了基于线阵CCD的迈克尔逊于涉条纹的数据采集系统提出f干涉条纹的差分法计数，实验结果表明用该方法没计的汁数器稳定性强精度高.

　　2迈克尔逊干涉条纹的差分法计数

　　激光经迈克尔逊干涉仪成像.形成如图1所示的干涉环。随着光程差的变化干涉环将交替地“r-出”或“淹没”。其中图f(al为“胃出”状态。图1 (b.)为“淹没”状态.当采用线阵CCD对干涉环采样时。其对应的采样信号为如图1。其中信号的波峰与波谷分别对应干涉环的亮与暗。

　　对采样到的信号，使用5x1的滤波掩模，进行滤波.则滤波器的响应为:

　　差分法计数的思想是对中心干涉环两边缘的亮度变化进行判断，进而实现干涉环计数。为此必须准确的将参考点定位到中心环的边缘上和中心点上。

　　观察干涉条纹“胃出”或“淹没”交替变化时的特点，可发现，越靠近干涉环的中间，像素值变化越明显，以此位置变化进行计数越容易。也就是说最有参考价值范围应该在干涉环的中间实际r.，中间为亮时，干涉环中间的光强最强;中问为暗时，十涉环中间的光强最弱。于是，对有效范围寻找的问题.可转换为寻找采集的数据帧中最大值位置，由最大值位置向两边延伸到闭值处为有效参考点。如示意图2所示xi点与xr，点称为有效参考点，xi到xr间的范围称为有效参考范围。

　　阈值T 的计算公式如式(2),式中和分别表示数据帧中的最大值与最小值。

　　该方法的优点是可自适应地寻找有效参考点, 避免了繁琐地物理操作。使用多个参考点,且定位于中心干涉环,使计数器更加稳定。

　　在确定了有效参考点的基础上,对干涉条纹的自动计数,转化为判断有效参考范围的数据变化。检测干涉环“冒出”或“淹没”,转换为对有效参考范围信号的上升与下降的判断,这可用差分实现。若结合中心点像素值的变化使计数结果更加稳定可靠。

　　随着迈克尔逊干涉仪可动镜的微移, 干涉环中间将不断地出现“冒出”或者“淹没”,同时,其他环也亮暗交替变化。干涉环的亮与暗,分别体现在输出信号上的波峰与波谷。