Optic Fiber Interferometer For Absolute Distance Measurement

提出一种利用短扫描导轨(100 mm)实现1 m以上绝对距离测量的光纤干涉测距新方法测量系统由定位干涉仪和扫描干涉仪组成,定位干涉仪采用准白光光源实现测量中的定位瞄准,扫描干涉仪完成距离的测量。此外定位干涉仪采用多组光纤干涉结构,各组光纤的光程差由自身系统进行标定,从而实现量程的倍增。实验表明,测量精度达10     

白光干涉法测量金属箔厚度

利用白光作光源的干涉仪[WLI]克服了单色相干光干涉相位不确定的缺点,能够进行绝对测量.同时,白光光源的稳定性和低廉的价格也是此项技术的优势,因此白光干涉测量法在近十几年得到了很大的发展.本文提出了用白光干涉原理测量金属箔厚度的方法,经分析,测量的理论误差＜6nm,开辟了白光干涉法测量非透明物体厚度的新思路.     

利用LD激光器和线阵CCD实现亚毫米级绝对距离测量

提出了利用LD激光器和线阵CCD进行绝对距离测量,陈述了测试原理并给出了实现方法,该方法在近距离可实现亚毫米甚至微米级的非接触绝对距离测量.     

分数阶傅里叶变换光纤白光干涉测量术

<正>项目负责人:江毅(E-mail:bitjy@bit.edu.cn)依托单位:北京理工大学项目批准号:510750371.项目简介光纤白光干涉测量术能够绝对测量干涉仪的光程差,广泛应用于距离、位移、压力、应变、折射率等物理量的测量。在申请人提出的光纤傅里叶变换白光干涉测量术基础上,本申请提出一种应用分数阶傅里叶变换的光谱域光纤白光干涉测量术。由于白光光谱不是一个理想的正弦曲线,而是随波长有一个啁啾,在高精度测量时,用普通的傅里叶分析法会引入一个     

光纤干涉绝对测距技术

提出一种利用短扫描导轨实现１ｍ以上绝对距离测量的光纤干涉测距新方法：测系统由定位干涉仪和扫描干涉仪组成,定位干涉仪采用准光光源实现测量中的定位瞄准,扫描干涉仪完成距离的测量。     

基于空间绝对距离的机器人自标定研究

研究了一种工业机器人的自标定方法,对六自由度工业机器人的控制模型和误差模型进行了独立建模。提出的标定方法是基于空间中的绝对距离,对测量工具要求并不苛刻,测量过程简单,数据获取便捷可靠。采用解析法消除冗余误差参数,使得参数辨识的结果变得精确可靠。经实验证明,基于空间绝对距离的机器人自标定方法能将机器人的绝对精度提高十几倍。     

一种快速测量手性介质旋光色散的实验方法

提出了一种以白光LED为光源,以格兰-泰勒棱镜搭建起偏检偏光路,以光栅光谱仪作为测量工具,快速测试手性介质灰黄霉素的旋光色散的方法。同时,用杜德公式进行了理论拟合,发现在波长480nm~660nm,实验结果与理论有着极好的符合。     

真空紫外光谱仪杂散光的吸收光谱测量方法

本文提出了利用气体吸收光谱以及参数拟合的方法测量真空紫外光谱仪的杂散光,并用这种方法测量了N—100真空紫外光谱仪1650—1750Å的杂散光。     

成像光谱仪辐射定标影响量的测量链与不确定度

分析了成像光谱仪遥感观测数据中包含的地物光谱特征、仪器参数和大气传输特性等的信息结构。研究了成像光谱仪辐射定标的物理过程和测量链,应用1993年国际标准化组织(ISO)颁布的《测量不确定度表示指南》,分析了辐射定标11项影响量的测量不确定度和合成标准不确定度。遥感辐射定标的绝对精度就是不确定度。辐射定标需要辐射标准、积分球光源、光谱辐射计以及遥感器上设置星上定标装置等专用设备和技术,并经过多级测量链的测试过程才能完成。光谱辐照度标准的不确定度在3%~5%,辐射定标中其它影响量的测量不确定度限制在1%~2%,成像光谱仪辐射定标的绝对精度才能达到5%~8%,这需要相当好的仪器设备和光辐射测试技术。     

非金属材料表面粗糙度非接触测量试验研究

基于白光技术研究聚酰亚胺、F3和F46等3种非金属材料表面粗糙度的测量方法。分别利用基于白光共焦技术设计的粗糙度轮廓仪和基于白光干涉技术设计的三维形貌测量仪对三种不同材料的试件进行测量试验,重点关注上述3种非金属材料的吸光程度对测量精度的影响,并以触针式接触测量法的测量结果为参考,对测量结果进行不确定度评定。试验数据的分析结果表明,白光共焦法的测量不确定度为9.2%,白光干涉法的测量不确定度为9.8%,这2种基于白光技术的测量方法都是可行的。     

基于阈值判定法的白光干涉仪自动扫描技术研究

为了解决实际操作中人工寻找干涉条纹费时、不准确和干涉扫描范围难以精确确定等问题,提出了一种自动扫描技术,实现了白光干涉仪的自动对焦和干涉扫描范围的自动确定。该技术采用全新的基于图像灰度方差变化的方法。首先,计算图像灰度方差变化比值;然后,将该比值与预先设定的阈值进行比较,判断干涉条纹初始和结束位置;最后,根据这两个位置自动确定干涉扫描范围。实验证明:当阈值取0.5时,采用粗精双级结构的白光干涉仪能在3min内准确完成1.2μm被测高度的自动扫描过程,约是手动调节速度的两倍。该技术提高了白光干涉仪的自动化水平及使用效率。     

透明台阶的白光干涉测量方法研究

Veeco NT3300表面轮廓仪是基于白光干涉原理的一种非接触测量设备,它的垂直扫描干涉模式可以实现对物体表面形貌的非接触测量。在利用垂直扫描干涉模式对光刻胶形成的透明台阶测量时,设置不同的测量参数会导致较大的测量误差,通过对垂直扫描干涉模式的原理和测量系统的分析,找到了误差产生的原因,并通过合理的测量参数的设置,实现了对透明台阶的准确测量,满足了应用需求。     

激光双谱线功率的不一致性与拍波干涉仪对准精度的关系

双谱线功率一致性是拍波干涉测长方案对激光光源提出的特殊要求。本文从拍波干涉仪对准方法的实际出发,在分析双谱线拍波干涉仪输出信号的基础上,研究了双谱线功率不一致与拍波干涉仪对准精度的关系,提出了基本对准盲区和盲区扩大量的新概念,建立了描述盲区扩大量与双谱线相对功率差之间关系的解析表达式。为设计拍波干涉仪的激光稳定环路和提高拍波干涉仪的对准精度提供了理论分析工具。     

Balanced homodyning for apertureless near-field optical imaging

A quadrature optical detection technique, based on polarized balanced-homodyne interferometry, has been developed for specific application to apertureless near-field scanning optical microscopy (ANSOM). With such technique, multiplicative background interference, inficiating quantitative optical imaging in standard homodyne-based ANSOM, can be suppressed. Periodic modulation of interferometric optical phase, typically employed in heterodyne-based ANSOMs even to such purpose, is not needed in the present configuration. Homodyne detection also facilitates detection of harmonic components of the ANSOM optical signal at the probe/sample distance modulation frequency, necessary for near-field discrimination and suppression of artifacts. Furthermore, since amplitude signal is not affected by phase fluctuations generated in the optical path of the interferometer, an optical fiber could be included in one interferometer arm, to couple the ANSOM head to the detection system, obtaining improved versatility of the instrument. A demonstration of the interferometer performance is given by a test confocal optical scan of a mirror surface. This technique, as applied to near-field microscopy, is anticipated to provide absolute values of optical contrast not depending on background interference and topography artifacts.     

干涉测距系统中的光程定位

提出一个由定位干涉仪和测量干涉仪两部分组成的光纤干涉距离测量系统,并采用标准长度光纤实现量程倍增以增大测量范围。文中重点讨论了用准单色光源脉冲电流调制干涉实现光程定位的方法及其精度,通过理论分析和仿真实验可知,定位重复性误差优于±1μm.     

Effects of deep subsurface damages on surface nanostructure formation in laser recovery of grinded single-crystal silicon wafers

A nanosecond pulsed Nd:YVO₄ laser was irradiated on a boron-doped single-crystal silicon wafer after rough and fine grinding processes to recover the grinding-induced subsurface damages. The surface topography of samples was investigated by using a white-light interferometer, a scanning electron microscope, and an atomic force microscope; while the crystallinity was analyzed by a laser micro-Raman spectrometer. It was found that surface nanostructures were generated by the Mullins-Sekerka instability, which remained on the surface under recoil pressure and surface tension. The rough grinding-induced deep subsurface damages influenced the interface instability between liquid and solid silicon during recrystallization process. By increasing pulse width and decreasing laser peak irradiance, the subsurface damage was recovered and a flat surface with surface roughness of ~1 nm Sa was obtained. This study reveals important correlations among grinding-induced latent subsurface defects, laser peak irradiance and nanoscale surface topography formation in laser recovery, which contributes to high quality silicon wafer manufacturing.     

基于双干涉仪的自由落体绝对重力测量

为了避免用光学干涉法测量自由落体绝对重力过程中落体旋转对测量结果准确度的影响,提出了基于双干涉仪的绝对重力测量方法。介绍了落体旋转影响绝对重力测量结果的机理,提出了对同时测量的两组干涉仪数据进行融合处理的方法。根据预先设定的重力值,双干涉仪中落体上、下反射棱镜光心与质心垂直方向的初始高度差,以及随机生成的每次测量对应的角速度序列和振动引起的上、下干涉仪重力测量偏差序列,进行了仿真计算。结果表明:光心-质心的距离为2.5mm的双干涉仪通过数据融合处理得到的重力测量结果的偏差约为0.5μGal,标准偏差约为0.3μGal,与现有调校落体光心-质心的方法得到的结果相当。选择合适的上、下棱镜光心-质心距离可以更好地消减落体旋转对测量结果的影响,将其分别设计为±3mm时,用双干涉法数据融合得到的重力值偏差小于1μGal,满足相关领域对精密重力测量的需求。