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环路径向剪切干涉仪(CRSI, cyclic radial shearing interferometer)是一种激光光束诊断系统,其只需一幅干涉条纹就可测量被测光束波前相位和振幅。本论文主要运用各种算法从单帧干涉条纹中提取波前相位或振幅,并将测量过程中不同算法的精度以及所带来的误差进行对比研究,优化CRSI特性参数。其研究内容和取得的成果如下：一、针对CRSI系统,研究了重构原始波前相位过程中的三个关键算法。第一、条纹延拓算法；第二、单帧干涉条纹复原剪切波前算法；第三、重构原始波前的迭代算法；二、使用2-DFFT算法进行条纹延拓。延拓中使用Hamming窗滤波器确保延拓的干涉条纹和孔径内的干涉条纹具有同样的周期结构,同时将孔径中干涉条纹的平均值作为延拓条纹的背景,解决了孔径内外对比度不一致问题。三、推导了单帧干涉条纹复原波前的FFT算法和小波变换算法。通过仿真和实验分析了影响这两种算法精度的主要因素。四、推导了一种寻找FFT频谱正一级的迭代逼近算法。通过仿真实验,得知该算法精度和最大值法基本一致。在亟须求取正一级实数坐标的条件下,该算法优势明显。五、理论推导了重构原始波前相位的迭代算法。将理想原始波前、迭代所得原始波前和剪切波前进行前6项Zernike多项式拟合,发现重构的原始波前和理想原始波前上的Zernike系数几乎一致,通过对像差系数的比较证明了迭代法有效。六、分析了在实际重构原始波前过程中软件算法所引入的误差：(1)基于FFT算法求解剪切波前的误差；(2)迭代算法自身误差；(3)偏移量给直接迭代算法所引入的附加误差,并计算了这三者引起PV和RMS总误差。七、根据重构原始波前相位的迭代算法,推导了重构原始波前振幅的算法,并进行了仿真实验。通过以上研究,说明从单帧径向剪切干涉条纹中提取原始波前相位(或振幅)需要进行干涉条纹延拓、剪切波前复原(或求出干涉条纹的背景光强)、以及迭代重构原始波前相位(或迭代重构原始波前振幅)这关键的三步；并对这三个关键步骤中所用到的算法精度和引入误差量进行分析,最终求得在重构原始波前相位过程中PV的总误差为10.32%, RMS,总误差为4.10%,而重构原始波前振幅的总误差为7.29%。