【 表面重建】径向剪切干涉仪 (RSI) 附matlab代码

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❤️ 内容介绍

在现代科学和工程领域中，测量和观测是非常重要的任务。无论是在实验室中进行基础研究，还是在工业中进行质量控制，准确地测量和观测都是成功的关键。径向剪切干涉仪 (RSI) 是一种用于测量光学和机械系统中微小位移和变形的高精度仪器。

RSI 是一种基于干涉原理的测量仪器。干涉是一种光学现象，当两束光线相遇并叠加时，它们会产生干涉条纹。通过观察和分析这些干涉条纹，我们可以推断出光线的相位差和光程差，从而得到被测量物体的位移和变形信息。

RSI 的工作原理是利用径向剪切干涉技术。它包括一个光源、一个分束器、一个反射镜和一个探测器。光源发出的光线经过分束器分成两束，一束经过反射镜反射后再次通过分束器，与另一束光线相遇并叠加。当被测量物体发生微小位移或变形时，两束光线的相位差会发生变化，从而产生干涉条纹。探测器会捕捉到这些干涉条纹，并将其转换成电信号，进一步进行分析和处理。

RSI 的优点之一是其高精度和高灵敏度。由于采用了干涉原理，它可以测量微小的位移和变形，甚至可以达到亚纳米级别的精度。这使得 RSI 在许多领域中得到了广泛的应用，例如材料科学、纳米技术、光学工程和生物医学等。

除了高精度和高灵敏度外，RSI 还具有非接触性和实时性的优点。由于它不需要物理接触被测量物体，因此可以避免对物体造成损伤或干扰。此外，RSI 可以实时地获取位移和变形信息，使得及时的反馈和调整成为可能。

然而，RSI 也存在一些挑战和限制。首先，由于干涉技术的复杂性，RSI 的设备和操作都需要一定的专业知识和技能。其次，由于环境的干扰和噪音，如振动和温度变化，可能会对测量结果产生影响。因此，在使用 RSI 进行测量时，需要采取相应的措施来减小这些干扰。

总的来说，径向剪切干涉仪 (RSI) 是一种高精度的测量仪器，可以用于测量光学和机械系统中微小位移和变形。它的优点包括高精度、高灵敏度、非接触性和实时性。尽管存在一些挑战和限制，但 RSI 在科学和工程领域中的应用潜力仍然巨大。随着技术的进步和改进，RSI 可能会在更多领域中得到广泛应用，并为我们带来更多的发现和创新。

🔥核心代码

function Mmatrix_generator(maxTerm,varargin)
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Matlab RSI Matrix generator %%%%%%%% Creation date : 2023.08.26 %%%%%%%% Modified date : 2023.08.26 %%%%%%%% Author : VU TIEN DUNG %%%%%%%% Seoultech - POM Lab %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% input 1: maxTerm% varargin{}: for other purposes
rho=sym('rho');% points = length(rho);points = 1;a=sym('a','real');% a=1.2;Rmatrix=[];Rmatrix_a=[];nmVec=[];
for j = 1:maxTerm i = 0; % index for polynomials n = 0; m = 0; while i<=j flag = 0; for m = 0:n if mod(n-m, 2)==0 i = i+1; if i==j flag = 1; break % out of for end if m~=0 % ~= : not equal i = i+1; if i==j flag = 1; break % out of for end end end end if flag == 1% [j m n] break % out of while end n=n+1; end
radialPoly = zeros(points,1); radialPoly_a = zeros(points,1); for k = 0:(n-m)/2 coef = (-1)^k*factorial(n-k) / ... (factorial(k)*factorial((n+m)/2-k)*factorial((n-m)/2-k)); power = n-2*k; radialPoly = radialPoly + coef * rho.^power; radialPoly_a = radialPoly_a + coef * rho.^power * a.^power; end if m==0 radialPoly = sqrt(n+1)*radialPoly; radialPoly_a = sqrt(n+1)*radialPoly_a; else radialPoly = sqrt(2)*sqrt(n+1)*radialPoly ; radialPoly_a = sqrt(2)*sqrt(n+1)*radialPoly_a; if mod(j,2)==1 m=-m; end end Rmatrix=[Rmatrix;radialPoly]; Rmatrix_a=[Rmatrix_a;radialPoly_a]; nmVec=[nmVec;n m];end
%%le=length(Rmatrix);M=sym('M%d_%d',[le le]);
for i=1:le M(i,i+1:end)=0; n_t=nmVec(i,1); m_t=nmVec(i,2); ind=(nmVec(1:i,2)==m_t & nmVec(1:i,1)<= n_t); b=M(i,ind); M(i,~ind)=0; c=coeffs(M(i,:)*Rmatrix-Rmatrix_a(i),rho); if length(b)>1 b2=circshift(b,1); s=solve(c==0,b2); sc=struct2cell(s); sc2=circshift(sc,length(b)-1); else sc2=solve(c==0,b); end
M(i,ind)=sc2';end
Mout=simplify(M);
%Msave=M';if nargin >= 2 end
saveFilename = sprintf('rsiMatrix%d.mat',maxTerm);save(saveFilename,'Mout');



❤️ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 马力,韩道福.用双光收缩式径向剪切干涉仪测量气体温度场[J].光学学报, 2005, 25(11):4.DOI:10.3321/j.issn:0253-2239.2005.11.011.

[2] 刘尧,白福忠,吴亚琴,等.一种对比度可调的共光路径向剪切移相干涉仪[J].光学学报, 2013(6):6.DOI:CNKI:SUN:GXXB.0.2013-06-040.

[3] 王仲平,马力,韩道福,等.径向剪切干涉波面重建法检测非球面透镜[J].南昌大学学报：理科版, 2006, 30(2):4.DOI:10.3969/j.issn.1006-0464.2006.02.018.

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