白光干涉测量的简单理解（附matlab仿真代码）

争渡、争渡

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分类专栏： matlab 光学基础文章标签：算法图论

于 2021-06-21 21:35:41 首次发布

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本文介绍了白光干涉测量技术，利用光谱宽度的白光产生干涉信号，通过垂直扫描获取干涉条纹。白光干涉信号由多个频率不同的“激光对”叠加形成，其包络曲线遵循高斯分布。提供的MATLAB代码展示了如何模拟白光干涉信号及其高斯包络曲线，并可视化不同“激光对”的正弦调制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

白光干涉测量是采用具有一定光谱宽度的白光代替单色光作为干涉光源进行测量的特殊干涉测量技术。根据白光干涉信号的相干长度短、相干峰非常明显的特性，采用了垂直扫描干涉测量的方式获取干涉信号。
如果两个相同频率的激光发生干涉形成一个干涉条纹，将这个干涉条纹视为一个“激光对”，白光干涉信号可以理解为是由无数个“激光对”叠加而成。
在这里插入图片描述
由于白光包含很宽的频谱成分，即很多个频率连续但不相等的正弦波组成，“激光对”的频率也不相同，在光程差为零时相位相同，叠加结果出现最大值，即相干峰。
随着光程差的逐渐增大，相位逐渐分散开干涉光强逐渐平缓，对比度也随之降低，最终趋于零。且白光干涉信号的包络曲线是符合高斯分布的，也说明了白光干涉信号是一种被正弦调制的高斯型信号曲线。
参考文献：

白光干涉垂直扫描测量算法综述
全视场外差白光干涉测量技术
基于全视场外差白光干涉测量的算法研究
```
 具体代码如下所示：
```

clc;clear;
close all;

z = linspace(-5e-6,5e-6,2e3);    % 干涉信号坐标
h = 0;                           % 干涉位置
lamda = 1550e-9;                 % 光源中心波长
d_lamda = 25e-8;                 % 光谱宽度
lc = lamda^2/d_lamda;            % 相干长度
gz = exp(-((z-h)*2*pi/lc).^2);   % 高斯包络曲线
cz = cos(4*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制
I = 3*gz.*cz+3;                  % 白光干涉信号
figure,plot(z,I,'k');
hold on,plot(z,3*gz+3.1,'r','linewidth',2);
xlabel('Interfemetry Label(mm)','FontSize',12);
ylabel('Light Intensity(cd)','FontSize',12);
title('Signal Gauss Envelope Curve','FontSize',12);

cz1 = cos(4.1*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制
cz2 = cos(4.2*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制
cz3 = cos(4.3*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制
cz4 = cos(4.4*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制
cz5 = cos(4.5*pi/lamda*(z-h));      % 正弦调制

plot(z,cz);
plot(z,cz1);
plot(z,cz2);
plot(z,cz3);
plot(z,cz4);
plot(z,cz5);
legend('白光干涉信号','包络曲线','激光对1','激光对2','激光对3','激光对4','激光对5','激光对6');