Desarrollo de algoritmos de phase-shifting con pasos arbitrarios

Ayubi, Gastón A.

Supervisor(es): Ferrari, José A.

Resumen:

En las últimas décadas, técnicas como la interferometría, la perfilometría por proyección de franjas o la deflectometría se han transformado en herramientas indispensables para la ciencia y la ingeniería. Estas técnicas tienen en común que la información buscada se encuentra en la fase de un patrón de franjas bidimensional. De las varias técnicas que existen para la extracción de la fase de los patrones de franjas, en la presente tesis se estudia el método conocido como phase-shifting. Nuestro objetivo central fue el desarrollo de algoritmos de phase-shifting con pasos arbitrarios. Se desarrollaron algoritmos para superar diferentes fuentes de error como por ejemplo la presencia de armónicos, la mala determinación del desplazamiento asociado a cada imagen o la presencia de ruido aleatorio en las imágenes. En el desarrollo de este trabajo, se obtuvo también un algoritmo que permite determinar el desfasaje entre interferogramas consecutivos cuando dicho desfasaje no es conocido, permitiendo recuperar la fase asociada a un sistema sin necesidad de calibrarlo. Por último, con el objetivo de estudiar la calidad de los datos adquiridos, se propuso un procedimiento para determinar el contraste en el caso de interferogramas arbitrariamente desfasados. En todos los casos se presentaron simulaciones y resultados experimentales.


In recent decades, techniques such as interferometry, fringe projection profilometry or deflectometry have become indispensable tools for science and engineering. These techniques have in common that the information sought is in the phase of a two-dimensional fringe pattern. Of the various techniques that exist for the extraction of phase from fringe patterns, the method known as phase-shifting is studied in this thesis. Our main objective was the development of phase-shifting algorithms with arbitrary steps. The algorithms were developed to overcome different sources of error such as the presence of harmonics, the poor determination of the displacement associated with each image or the presence of random noise in the images. In the development of this work, we also obtained an algorithm that allows to determine the phase change between consecutive interferograms when the phase change is unknown, allowing the phase associated with a system to be recovered without needing to calibrate it. Finally, to study the quality of the acquired data, a procedure was proposed to determine the contrast in the case of arbitrarily displaced interferograms. Simulations and experimental results were presented in all cases.


Detalles Bibliográficos
2020
OPTICS
INTERFEROMETRY
PHASE-SHIFTING
ALGORITHMS
Español
Universidad de la República
COLIBRI
https://hdl.handle.net/20.500.12008/26362
Acceso abierto
Licencia Creative Commons Atribución - No Comercial - Sin Derivadas (CC - By-NC-ND 4.0)
Resumen:
Sumario:En las últimas décadas, técnicas como la interferometría, la perfilometría por proyección de franjas o la deflectometría se han transformado en herramientas indispensables para la ciencia y la ingeniería. Estas técnicas tienen en común que la información buscada se encuentra en la fase de un patrón de franjas bidimensional. De las varias técnicas que existen para la extracción de la fase de los patrones de franjas, en la presente tesis se estudia el método conocido como phase-shifting. Nuestro objetivo central fue el desarrollo de algoritmos de phase-shifting con pasos arbitrarios. Se desarrollaron algoritmos para superar diferentes fuentes de error como por ejemplo la presencia de armónicos, la mala determinación del desplazamiento asociado a cada imagen o la presencia de ruido aleatorio en las imágenes. En el desarrollo de este trabajo, se obtuvo también un algoritmo que permite determinar el desfasaje entre interferogramas consecutivos cuando dicho desfasaje no es conocido, permitiendo recuperar la fase asociada a un sistema sin necesidad de calibrarlo. Por último, con el objetivo de estudiar la calidad de los datos adquiridos, se propuso un procedimiento para determinar el contraste en el caso de interferogramas arbitrariamente desfasados. En todos los casos se presentaron simulaciones y resultados experimentales.