В России разработан новый алгоритм для высокоточного анализа поверхностей. Ученые из Квантового центра МТУСИ и Института цифрового неба МФТИ создали многостадийный алгоритм MAFFT для реконструкции карт интерференционных полос в статичной интерферометрии.
Технология предназначена для бесконтактного измерения рельефа различных поверхностей с точностью до нанометра. Это востребовано в телекоммуникациях при анализе торцов оптических волокон, в медицине, а также в астрономии, материаловедении и системах промышленного неразрушающего контроля. Традиционно для таких задач используется фазосдвигающая интерферометрия, однако она сложна в настройке и чувствительна к вибрациям и шумам.
Разработанный алгоритм относится к не-фазосдвигающим методам, которые проще в эксплуатации и позволяют вести наблюдения в реальном времени. Как пояснил Илья Галактионов, руководитель сектора адаптивной оптики Квантового центра МТУСИ и сотрудник МФТИ, существующие аналоги теряют эффективность при появлении неизбежных помех — электронных шумов камер или флуктуаций лазера. Задачей исследователей стала оптимизация вычислений для повышения точности и производительности.
Предложенное решение состоит из четырех этапов обработки изображения, включая фильтрацию шумов и аппроксимацию кривых. Эксперименты на 30 различных поверхностях показали, что расхождение с эталонными измерениями не превышает двух процентов. Алгоритм способен обрабатывать до 50 полос на кадр и эффективно работать даже при наличии царапин или пыли.
Частота измерений достигает 30 раз в секунду, что позволяет использовать метод в реальном времени. По словам ведущего сотрудника сектора Владимира Топоровского, в дальнейшем планируется автоматизировать подбор параметров фильтрации и применить нейросети для расширения возможностей алгоритма.
Разработка предлагает устойчивую к помехам альтернативу существующим методам интерферометрии, упрощая измерительные установки без потери точности.
Читайте также: «Разработан новый метод для предсказания оптических свойств молекул».