光纤连接器插针是用于耦合两个光纤的一种器件,它对于光纤连接精度有着非常重要的意义,光纤插针的端面形貌和几何参数是影响光纤连接器性能的根本因素,并最终影响到光纤系统的稳定性。所以必须对光纤插针进行检测,提供端面研磨情况的详细资料,包括:三维成像和二维轮廓显示、对曲率半径、研磨偏移、光纤高度等关键参数的测量,并做出综合评价。本论文主要研究微米尺度特定区域三维形貌的干涉计量新方法新技术,着重讨论其中的算法和软件设计部分。在Mirau型干涉显微系统硬件平台上,结合移相法相位测量技术来获取样品的形貌,本课题完成了系统核心算法设计及人机交互软件的实现。全文共分五章,具体如下: 第一章绪论,说明了开展本论文研究工作的背景,分析了现有光纤插针端面三维形貌检测的方法,特别是光学法三维轮廓测量技术和其中的运用的算法,以及阐述了本文的研究目标、主要工作和研究意义等。 第二章为光纤插针几何参数测量和移相干涉法三维轮廓检测的理论基础。光纤插针几何参数测量方法部分包括:光纤插针几何参数描述、三维重建和本课题几何参数计算原理与算法实现。干涉法三维测量技术着重介绍了微位移控制技术及实现、相位解包裹技术。其中详细的相位解包裹技术将在第三章中具体展开。 第三章为移相干涉检测技术中核心部分,即常用相位解包裹算法的介绍和本课题实现的具体算法:Flynn最小断点路径跟踪法的原理与实验结果及数据分析及其相关应用。 第四章为干涉仪系统软件设计。首先设计了系统程序的总体功能实现框图,然后分别对图像采集编程模块、人机交互显示界面、文档管理、测试和数据分析处理五个子程序进行设计。并对系统软件的人际交互界面操作进行了介绍。 第五章对课题中的运用到的测量技术与数字图像处理算法进行实验研究,得出了光纤插针测试及几何参数计算的实验结果,并做了详细分析。最后对本论文所做的工作进行了总结,并探讨了需要进一步深入研究和完善的工作。