基于标记点的子孔径全局优化拼接检测法

为实现小口径干涉仪完成较大口径光学平面镜片的测试,得到镜片的完整面形信息,提出了基于标记点的平面Givens变换,实现了子孔径的精确定位.采用Zemike多项式拟合对每个子孔径数据进行了消倾斜量的处理.建立了全局优化拼接数学模型.利用该模型进行了九孔径拼接计算机仿真实验,利用该方法得到的PV值和RMS值的相对误差均在10-6左右.对直径为150 mm的镜片进行九孔径拼接检测实验,对比全口径干涉检测结果,PV值和RMS值的相对误差为0.36%和2.27%.仿真和实验结果证明:该方法稳定可靠,降低了传统的子孔径拼接干涉检测方法中对导轨的高精度要求.     

轻质碳化硅平面反射镜超光滑表面加工

介绍了对角线为110mm六边形反应烧结轻质碳化硅平面反射镜超光滑光学加工工艺流程。详细阐述了各个工序所使用的磨具、磨料和抛光机床工艺参数,对实际加工的轻质碳化硅平面反射镜超光滑表面进行检测,检测结果为:面形精度均方根值(RMS)为0.011λ(PV值为0.071,λ=632.8nm),表面粗糙度RMS达0.75nm。     

柱面面形干涉测量

介绍了一种柱面面形干涉测量方法。该方法选用计算全息片作为柱面波转换器,能够将平面干涉仪出射的平面波转换成理想柱面波前,依此为基础,建立了柱面干涉测量系统,能够实现柱面的干涉测量。为了获得柱面的真实面形误差,分析了调整误差引起的失调像差,并给出了失调像差的分离方法。最后,以玻璃圆柱体为被测样本,对单孔径面形的重复性进行验证,20次测量结果峰谷值（PV）标准差为20.2 nm,为PV平均值的0.55％。     

光刻物镜高精度挠性结构镜框设计及分析

光刻投影物镜的透镜支撑形式决定透镜的面形精度,进而影响光学系统的成像质量。本设计为实现透镜面形精度优于5 nm的RMS值,提出一种三点挠性主支撑和六点弹片辅助支撑的支撑形式。综合考虑透镜自重、夹持力和热载荷对透镜面形影响,对支撑结构进行优化设计,并进行了仿真分析。仿真后的面形结果为：上表面面形PV 21.7 nm,RMS 4.49 nm;下表面面形PV 81.3 nm,RMS 3.63 nm。仿真结果显示：该种透镜的支撑结构可以满足光刻投影物镜的高精度面形指标要求。     

针对温度影响的空间反射镜局部面形优化

对于采用背部支撑的空间相机反射镜,温度变化会造成其支撑孔附近的局部面形精度降低,形成局部环形缺陷,从而影响光学系统中对应视场的成像质量。为了提高反射镜的温度适应性,通过增加支撑结构的柔性,降低局部连接刚度的方法,优化设计出一种柔性结构。对反射镜组件进行仿真分析,结果表明,在反射镜组件温度降低4℃的情况下,优化结构后的反射镜的中间支撑孔附近的局部视场面形的PV=4.9 nm,RMS=1.0 nm,与优化前(PV=16.6 nm,RMS=3.5 nm)相比,精度提高了3倍;全局视场面形的PV=16.3 nm,RMS=3.2 nm,相比优化前(PV=30.2 nm,RMS=5.2 nm),精度也得到提高;反射镜组件在优化前的1阶基频为191 Hz,优化后的1阶基频为183HZ,数据基本保持不变;反射镜在重力作用各工况下,优化结构前后的全局视场面形的PV值和RMS值基本保持不变。说明新的柔性支撑结构在保证了反射镜动、静态刚度的前提下,提高了反射镜的温度适应性,降低了温度变化对反射镜支撑孔附近局部面形精度的影响,提高了光学系统局部视场下的成像质量,达到了提高全视场下成像质量的目的。     

连续位相板设计质量的评价方法

鉴于 GS算法设计得到的连续位相板具有面形复杂、加工困难的特征,提出了同时使用面形及焦斑参数对其进行评价的方法。根据实际设计结果计算了相位板峰谷值和均方根值以及对应的焦斑特性,分析了峰谷值和均方根值作为评价参数的可行性。最后对比三组不同位相板对应的焦斑,分析了焦斑的 PV值,RMS值以及其功率谱密度。     

大口径平面面形绝对测量及重力影响分析

为分析大口径平面光学元件面形绝对测量的准确度,补偿重力引起的形变误差,在分析基于奇偶函数法的三平面互检算法的基础上,利用3片准300 mm口径的待测平面镜进行实验测量分析。对于三平面互检中不同装夹方式下的重力引起镜片形变情况进行有限元仿真分析,据此对测量数据进行修正并对最终面形结果进行补偿,使测量结果更加逼近真实值。     

一种SiC非回转对称非球面的加工与检测

针对一种SiC材质的非回转对称非球面元件,本文介绍了该元件的加工和检测方法.该实验件的理想面形方程为z=3λ(X3-y3)(x,y为归一化坐标,λ=0.632 8μm),镜胚材料为Φ150 mm的SiC,加工方式为数控机床和手工研抛相结合.在加工过程中为提高加工效率缩短加工时间,选择平面作为最接近表面并认为去除了面形中的倾斜项.去倾斜之前最低点的材料去除量为3.8μm,而去倾斜后则为2.06μm.本文提出了一种新的基于数字模板的非零位检测方法.直接采用Zygo平面干涉仅检测工件,检测结果可以分为三部分:工件实际面形与理想面形的误差,工件理想面形与平面波前的误差和非共路误差.其中第二部分可以事先计算出来并转换为系统误差文件在检测过程中自动去除.通过在相同条件下检测一个已知的球面样板验证了非共路误差对于检测结果的影响可以忽略不计.由此在一次测量中可直接得到面形误差.实验结果表明,基于这种检测手段最后测得实验件的面形精度PV达到0.327λ,RMS优于0.025λ,达到设计要求.     

基于曲面拟合的光学偏折系统显示屏标定方法

针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示：平面屏幕模型波前像差均方根误差(RMS)值为0.837 5μm,而曲面屏幕模型仿真波前像差RMS值仅为0.059 6μm。采用透射式光学偏折系统对球面透镜进行波前测量,曲面屏幕模型中波前像差RMS值为0.137 1μm,平面屏幕模型中波前像差RMS值为1.432 6μm。实验结果表明：使用曲面拟合效果明显优于平面拟合效果,证明了曲面拟合屏幕模型的可行性。     

磁流变抛光高精度光学表面中的工艺参数

对磁流变抛光进行高精度光学表面加工中必须考虑和控制的7类参数,即磁流变液黏度、磁场强度、磁流变液流量、抛光轮转速、锻带厚度、切深以及抛光斑点特性进行分析和优化,得出单因素条件下材料的去除量总是同这7类参数的变化存在一定的内在联系．在分析和优化磁流变抛光过程中这些参数的基础上,采用自研的KDMRF-1000机床对一块K4材料口径100mm的平面镜进行了抛光加工实验．经过两次循环大约200min的抛光后．面形误差值由最初的峰谷值（PV）为262nm,均方根值（RMS）为49nm收敛到最终的PV为55nm,RMS为5．7nm实验中面形误差的收敛表明：只要掌握了磁流变抛光过程中的这7种参数的变化规律,就能充分利用磁流变抛光技术,为高精度光学表面的加工提供可靠的保障．     

Fe-Ni合金薄膜组成表面分析测量国际

利用X射线光电子能谱技术,建立了Fe-Ni合金薄膜组成表面分析准确定量方法,中国计量科学研究院参加了国际关键比对CCQM-K67。根据最近公布的关键比对结果,中国计量科学研究院测量的Fe原子分数结果为51.48%,与参加的各国国家计量研究院的结果（50.02%）达到了等效一致。     

Comparison of independent optical frequency measurements using a portable iodine-stabilized Nd:YAG laser

A comparison of two independent absolute optical frequency measurements has been carried out between the National Metrology Institute of Japan/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NMIJ/AIST), Tsukuba, Japan and the JILA (formerly the Joint Institute for Laboratory Astrophysics), Boulder, CO, using a portable iodine-stabilized Nd:YAG laser. The agreement between the two absolute measurements is better than the measurement uncertainty of 6.7/spl times/10/sup -13/ that can be attributed to the reproducibility limitations of the portable laser. This comparison is used to confirm the measured absolute frequency of an iodine-stabilized Nd:YAG laser at NMIJ/AIST (Y3), which is reported to the Consultative Committee for Length (CCL) for the determination of the absolute frequency value of iodine-stabilized Nd:YAG lasers.     

辐射测温学研究进展

系统介绍了近年来辐射测淡不巫基础研究到应用研究的４个研究方向：热力学温度绝对测量，１ＴＳ－９０国际温标复现与比对，辐射法真温测量和应用技术研究，并针对辐射测温学的前沿课题提出了适宜于我国的研究方向。     

Results from international comparisons at the BIPM providing a world-wide reference network of /sup 127/I/sub 2/ stabilized frequency-doubled Nd:YAG lasers

Frequency comparisons have been carried out between iodine-stabilized Nd:YAG lasers from the Bureau International des Poids et Mesures, the Bureau National de Metrologie-Institut National de Metrologie, the Czech Metrology Institute, the Centre for Metrology and Accreditation, and the National Metrology Institute of Japan/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. The comparison data of these lasers can now be linked to the results of recent absolute frequency measurements of lasers from different institutes.     

硅片表面超薄氧化硅层厚度测量关键比对CCQM-K32

利用X射线光电子能谱技术,建立了硅片表面超薄氧化硅层厚度（小于10 nm）准确测量方法。中国计量科学研究院参加了国际关键比对CCQM-K32,根据公布的国际关键比对结果,中国计量科学研究院的测量结果与参比的各国国家计量研究院的测量结果达到了等效一致,测量结果的不确定度为4.6%～7.0%。     

第10届全球绝对重力仪关键比对相对重力测量

2017年10月至12月,中国计量科学研究院作为主导实验室,组织全球14个国家的计量院或其指定实验室进行了第10届全球绝对重力仪关键比对(CCM.G-K2.2017)。由于不同类型绝对重力仪参考高度不一样,此次比对相对重力测量主要实现将不同参考高度测得的绝对重力值归算到同一高度进行比较。根据比对初步结果,相对重力测量结果的合成标准不确定度优于4μGal,确保了此次比对最终结果的准确有效。     

Trilateral optical powermeter comparison between NIST, NMIJ/AIST, and METAS

We describe the results of a comparison of reference standards between three National Metrology Institutes: the National Institute of Standards and Technology (NIST, USA), the National Metrology Institute of Japan/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NMIJ/AIST, Japan), and the Federal Office of Metrology (METAS, Switzerland). Open-beam- (free field) and optical-fiber-based measurements at wavelengths of 1302 and 1546 nm are reported. Three laboratories' reference standards are compared by means of two temperature-controlled, optical trap detectors. Measurement results show the largest differences of less than 4.2 parts in 10(3), which is within the expanded (k=2) uncertainty for the laboratories' reference standards.     

国内多齿分度台比对

2007年度以华南国家计量测试中心为组织单位,以中国计量科学研究院为主导实验室,组织全国各大区和部分部委实验室之间首次进行了角度计量标准-多齿分度台的比对工作.本次比对样品的参考值由中国计量科学研究院提供.参加本次比对的实验室共有8家.通过对多齿分度台检定结果的比对分析,反映出各参比实验室在角度测试方面的综合能力及存在的问题.     

Bilateral Comparison of Spectral Irradiance Between NIM and VNIIOFI from 250 to 2500 nm

With the new spectral irradiance measurement facility based on blackbody BB3500M of National Institute of Metrology (NIM), a bilateral spectral irradiance comparison was carried out between NIM and VNIIOFI (All Russian Research Institute for Optical and Physical Measurements) in the spectral wavelength from 250 to 2500 nm for the period of January 2015 to June 2016. The temperature measurement of the high temperature blackbodies were traced to the Pt–C and Re–C fixed point blackbodies and checked against the WC–C fixed-point blackbody for the two institutes respectively. The consistency of the temperature at 3021 K is better than 70 mK. The comparison result shows that the average relative deviation of spectral irradiance at 44 designated wavelengths is 0.45%. The consistency is better than 0.9% except the maximum deviation 1.1% at the wavelength of 2000 nm. The spectral irradiance units measured by NIM and VNIIOFI in this comparison are in agreement within the combined standard uncertainties of the laboratories over the wavelength range compared.     

低温辐射计计量比对研究

低温辐射计是迄今为止国际上公认最精确的光辐射功率测量系统,基于探测器的光辐射量值是可溯源的基本量。低温辐射计是目前国际上公认最准确的光辐射功率测量方法,是基于探测器的光辐射量值溯源源头。为验证不同实验室间的低温辐射计测量量值的一致性,由中国计量科学研究院作为主导实验室组织了此次低温辐射计比对,参比实验室包括中国电子科技集团第四十一研究所与西安应用光学研究所。介绍了比对的基本情况与技术方案,分析了比对结果。比对结果表明,各参比实验室相对于比对参考值的测量偏差在±0.02%之内;尽管各实验室使用的低温辐射计的类型不同以及装置存在差异,比对结果证明了各实验室低温辐射计测量的量值具有较好的一致性。