同步移相抗振光干涉测量技术研究进展

从移相单元分光以及相移形成角度对同步移相干涉光抗振技术的研究进展做了综述,分析了影响该技术的关键问题,对光干涉测试领域相关研究具有一定指导的推进作用。     

移相干涉仪的主动抗振技术:光强-相位法振动探测与补偿

光学干涉测量易受环境振动的影响 ,本文提出了一种机电反馈式主动抗振方案 :光强 -相位法振动探测与补偿技术。在这个方案中 ,光电探测器测量干涉场中任意一点的光强因振动产生波动的情况 ,据此得到波前相位的变化量 ,经PZT光学移相器对波前相位采取象限区分反馈法进行实时校正。实验结果表明 ,这种方案可以对频率小于 5 0Hz、幅度小于 1/2光波波长的低频环境振动进行有效补偿 ,得到了稳定的条纹干涉图 ,同时还能进行移相测量     

大孔径移相式CO_2激光干涉仪

叙述了已研制成功的红外移相式数字干涉仪的原理和性能，光源为ＣＯ２激光器（λ＝１０．６μｍ），该仪器光路是斐索型干涉系统，孔径为２５０ｍｍ，不确定度ＰＶ值优于λ／１３０（２σ）；也可构成泰曼球波面干涉系统。采用压电晶体驱动参考反射镜作相位调制，完成了对热释电摄像机的热电靶的温度调制。给出红外望远系统波前和光盘基片平面度实测光程差的二维等值图和三维立体图。     

移相式泰曼-格林红外干涉仪调试技术

叙述了自行研制的移相式泰曼-格林红外干涉仪的工作原理.针对红外光不可见的特点,利用可见光和红外光的共光路调试技术,解决了精确定位红外光路的难题,设计出一套红外干涉仪的调整方案.分别对平面镜、精磨粗糙平面和精磨粗糙球面的面形进行了测试,并使用四步移相算法还原被测波面,给出了结果数据和二维等值图、三维立体图;所测平面镜和精磨粗糙平面的面形偏差为0.077λ(PV),精磨粗糙球面面形偏差为0.520λ(PV)(λ=10.6μm).结果表明:仪器干涉系统光学质量优于λ/25,重复性优于λ/200,(λ=10.6μm).     

可见光移相点衍射干涉仪的测试误差分析

为了实现对极紫外光刻投影物镜非球面反射镜的超高精度检测,引入了可见光移相点衍射干涉仪,介绍了其工作原理,并采用自行设计的十三步移相算法和传统五步移相算法对可见光移相点衍射干涉仪的测试误差进行了详细的理论分析及仿真计算,分析结果证明了十三步算法优越性的同时,也给出了要实现干涉仪的超高检测精度应该限定的测试组件的性能参数。为了验证可见光移相点衍射干涉仪及十三步算法的切实可行性,搭建了原理实验装置,通过40次重复测量取平均值的方法获得被检元件面形。实验结果表明:十三步算法和五步算法的结果相近,但十三步算法的重复性优于五步算法。采用十三步算法,在所构建的实验装置上实现了RMS值优于λ/10 000(λ=632.8 nm)的检测重复性。     

可见光移相点衍射干涉仪的空气扰动误差分析

为了提高可见光移相点衍射干涉仪的测量精度,对空气扰动误差的分析以及有效的抑制是十分必要的。利用自行设计的十三步移相算法与传统的五步移相算法对空气扰动误差进行了理论分析与仿真计算,分析结果证明了新算法的优越性,并且通过对干涉仪的空气扰动误差的分析,最终得到了干涉仪工作的环境控制条件,如果采用十三步移相算法,保证空气温度变化控制在±0.005℃以内,压强变化控制在±1 Pa以内,水汽压变化控制在±5 Pa以内,温度梯度变化控制在0~0.01℃范围内,压强梯度变化控制在0~2 Pa范围内,最后再对多次测量结果取平均,则空气扰动误差引起的位相误差将在测量精度允许的范围内。在现有的实验条件下搭建了原理实验装置,实验结果表明:十三步算法和五步算法的结果相近,但十三步算法的重复性优于五步算法。采用十三步算法,在所构建的实验装置上实现了RMS值优于λ/10 000(λ=632.8 nm)的检测重复性。     

移相式泰曼型CO_2激光干涉仪的研究

研究了移相式泰曼型红外干涉仪的工作原理以及仪器的整体设计,讨论了透射光学元件的材料选取问题,对仪器的扩束系统、成像系统进行了理论分析和设计,以及对光源和红外探测器等一些关键器件进行了设计分析。解决了红外干涉仪调试这一技术难点。测量了精磨粗糙平面和球面的面形,结果表明:粗糙平面的面形偏差为0.047λ(PV),而粗糙球面的面形偏差则为0.420λ(PV)(λ=10.6μm)。     

集成光学移相干涉仪的研制与性能表征

干涉仪是综孔径望远镜的核心器件,与传统的分立元件干涉仪相比,集成光学移相干涉仪结构紧凑,用于构建综合孔径望远镜能显著优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作,并给出了对这种器件主要性能的表征结果。研究结果表明,集成光波导制作技术可以保证干涉仪芯片上两个方向耦合器的耦合特性的一致性;器件的插入损耗优于1.8 dB,插入损耗均匀性优于0.1 dB;通过对MZ干涉仪插入损耗的测量估计了移相器的偏差,结果显示干涉仪中90 移相器的偏差大约为1.5 。分析表明,二氧化硅基光波导技术用于综合孔径望远镜用光干涉仪制作具有显著的优势。     

同步移相干涉的测量性能

详细分析了一种基于二维正交光栅衍射的同步移相干涉测量系统的组成结构,包括干涉系统、空间分光部件、偏振移相部件以及图像采集与处理系统。选择了二维正交透射光栅的四个衍射级次的光束作为测试光,理论和实验都证明这种方案具有良好的分光效果;用偏振方向依次改变45°的四片偏振片构成偏振阵列作为移相器件,并根据空间一致性要求,分割得到依次具有90°移相的四幅独立干涉图,获得了较高的移相精度;在幅频积低于100 Hzλ的振动环境中,系统测量重复性的峰谷值优于0.02λ,可以用于一般的在线检测和动态测量。     

移相式谐波失真度测量

采用移相的原理,将无谐波失真的标准信号移相后与被测的失真信号相叠加,同时使标准信号的相位与被测的失真信号中的基波的相位相反,而两者的幅度值相等,结果将基波成份抵消而保留了谐波成份,由此而测出谐波失真度。     

激光干涉仪在微型爆炸容器研究中的应用

介绍一种利用现代光通讯技术发展的单模光纤和光纤无源器件,以及半导体激光光源和高速半导体探测器构成的激光干涉测试系统,该系统可实时测量高频条件下微弱质点的速度和位移.对步进电机及冲击加载条件下,花岗岩表面的粒子速度及位移进行了测量.实验结果表明:该系统工作稳定,可用于高频发散弱应力波的检测;具有非接触测量、不用埋入、不干扰目标运动,测试精度高等优点.     

压电陶瓷相位调制器相移系数的测量

压电陶瓷相位调制器广泛应用于光纤测量系统中.本文介绍了利用光纤Michelson干涉仪测量医电陶瓷相位调制器的原理并实际测量了它的相移系数,同时对影响它的相移能力的因素进行了分析,为研制相位型光纤传感器奠定基础.     

激光稳频的共焦法布里-珀罗干涉仪

针对多普勒激光雷达激光源短期频率漂移低于1 MHz的要求,设计了一种共焦干涉仪作为频率标准进行稳频。通过对三种不同材料制成的共焦法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪中心频率随温度漂移情况进行分析对比,选用零膨胀微晶玻璃材料制作共焦法布里-珀罗干涉仪,腔镜和隔离器通过光胶的方式进行组合,并且置于温控精度优于0.01 K的双层密封温控箱中。经过实验测量,共焦法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围为370 MHz,透射谱半峰全宽(FWHM)为1.7 MHz,精细度为220。采用该共焦干涉仪进行稳频,理论稳频精度可达0.15 MHz,满足激光多普勒雷达单频激光源的稳频要求。     

双频激光干涉仪技术现状与发展

文章概述了国内外双频激光干涉仪产品的现状,介绍了近年来双频激光干涉仪向高分辨率、高精度、高测速等几个方向的发展趋势。     

用相移干涉计量技术检测复合材料缺陷

本文简要地介绍了相移全息干涉计量的原理,给出了用相移方法检测复合材料缺陷的实验装置,并利用计算机图象处理技术实现了缺陷尺寸及位置的自动识别。     

可调马赫-曾德尔干涉仪型差分相移键控解调器

研制了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的可调差分相移键控(DPSK)解调器,其具有插入损耗低、隔离度高、稳定性强和相位连续可调的优点。从理论上对差分相移键控信号解调的工作原理进行了详细分析。温度控制系统对光纤臂进行温度控制,温控范围为20℃,精度可达0.1℃。实验中实现了40Gb/s差分相移键控信号的解调,解调信号消光比为14.5dB,温度控制实现了输出结果的长时间稳定,并可在相长干涉和相消干涉之间转换。     

激光干涉仪线性测长的准直调节方法

概述了激光干涉仪在半导体工艺设备精度分析领域的应用,简单介绍了光路准直对线性测长的影响。依据激光干涉仪的准直测量原理,详细介绍了激光干涉仪准直的调节方法。     

用远红外HCN激光干涉仪测量等离子体电子密度

在大多数托克马克上，远红外激光干涉仪是等离子体诊断中的一种重要的装置。本文介绍了用远红外ＨＣＮ激光干涉仪测量等离子体电子密度的原理和激光干涉仪结构，并给了了首次在我国第一以大型超导托克马克ＨＴ－７装置上测到的中心弦等离子体电子平均密度。     

量子波包干涉仪的实验技术研究

利用双通道飞秒相关测量技术研究了稀土材料中的量子波包干涉现象。测得稀土粉末样品Y2 O3∶Eu3 + 中Eu3 + 离子常温下的退相时间大于 3ps ,并观测到Eu3 + 离子自由感应衰减 (FID)过程的量子波包干涉现象。分析和讨论了实验中的系统误差来源及其消除方法 ,并介绍了相应的实验技术改进措施。     

量块检定用激光干涉仪

量块检定用激光干涉仪，采用增量式测量，性能稳定，自动化性能好，测量精度高。分辨率为０．０１μｍ，重复性误差在０．０３μｍ以内，满足新检定规程中二等量块的检定要求。