Classification des techniques de démodulation de phase

Une première classification se base sur la distinction entre méthodes globales et méthodes locales. Une méthode locale est une méthode qui calcule la phase optique en un seul point en utilisant des valeurs successives du signal en ce point ou bien un ensemble de valeurs en un groupe de points l'entourant, tandis qu'une méthode globale donnera la phase optique en tous les points pour lesquels la figure de franges a été enregistrée. Une différence importante entre ces deux approches est que pour une méthode locale, les valeurs de restent constantes sur chaque cellule de calcul ; pour une méthode globale la cellule de calcul comprend toute la figure de franges, la phase  varie donc dans le champ et son évaluation dépend de la faculté à supprimer les effets nuisibles des variations de a et bn dans la figure en isolant leurs contributions.

Une autre classification peut être basée sur la distinction entre méthodes temporelles et spatiales. Dans le premier cas, les données nécessaires à l'évaluation de la phase sont obtenues à différents intervalles de temps, tandis que dans le second cas, toutes les données sont obtenues simultanément.

Dans ce cours, il a été choisi d'aborder les méthodes selon qu'elles nécessitent ou non l'introduction d'une porteuse spatiale. En effet, les méthodes basées sur la porteuse spatiale utilisent le même domaine spatial de représentation de l'image (les pixels), contrairement aux autres méthodes pour lesquelles chaque pixel est interrogé indépendamment des autres à des instants différents ce qui nécessite l'acquisition de plusieurs figures de franges à différents intervalles de temps. Ainsi, les limitations de la technique à porteuse spatiale apparaissent dans la dynamique de mesure de la phase optique et donc des variations spatiales de phase tolérable pour la méthode.

Les limitations sont liées aux effets de recouvrement de spectre et peuvent être exprimés comme une fraction de la fréquence porteuse, dont la limite ultime sera la densité de pixels en regard de la densité de franges. Cependant, ces méthodes nécessitent de n'enregistrer qu'une seule figure de franges pour estimer la phase et sont donc bien adaptées à l'étude de phénomènes transitoires ou dynamiques : on peut les qualifier de méthodes temps réel.

Selon ce critère on classera donc les méthodes comme suit :

• Démodulation de phase sans porteuse spatiale

  • décalage de phase temporel

  • décalage de phase par marche

  • décalage de phase spatial

  • modulation de phase sinusoïdale

• Démodulation de phase avec porteuse spatiale

  • démodulation par transformée de Fourier

  • décalage de phase à porteuse spatiale

  • démodulation synchrone spatiale

Ces différentes méthodes seront présentées dans la suite.