杨氏双缝干涉实验的MatLab模拟

应用MatLab软件编程,模拟了杨氏双缝干涉实验光强分布图形,通过改变波长、缝宽等参数,研究了双缝干涉条纹的光强变化规律。得到双缝的宽窄是造成杨氏双缝干涉实验条纹光强分布不均的主要因素,以及杨氏双缝干涉条纹宽度与波长反比等规律。通过对该实验进行计算机模拟,可以直观地分析各参数对干涉结果的影响,对光学的理论研究及实验教学来说有一定的指导作用。     

基于M-Z干涉光路的光学目标探测

为了进一步提高激光主动探测系统对光学目标的探测识别能力,提出了一种利用扫描干涉场将目标的空间分布特征加载到反射光时间序列信号中,通过反射光时间分布的特征差异在复杂漫反射背景中探测光学目标的新方法。基于马赫-曾德尔干涉光发生体制,得到了远场干涉图样条纹间距与传输距离、M-Z干涉光发生装置参数和激光波长的关系式。分析了条纹间距对不同目标原路返回点处光强时间分布特性的影响。搭建了演示验证平台,结果显示,随着干涉场的条纹间距减小,光学目标的反射光时间分布峰峰数增多,峰峰比降低,而漫反射目标没有明显变化。漫反射目标和光学目标的反射光时间分布的方差、偏度和峰度等统计特征差异明显,其中峰度值分别为(4.37,62.8)、(4.03,34.97)和(3.91,35.4),整体相差一个数量级。利用反射光时间分布的包络形态和统计特征的较大差异可快速区分光学目标与漫反射背景。     

白光干涉表面结构测量仪的优化设计与应用

为测量微机电系统的表面结构,研制了一种基于白光干涉法的表面结构测量仪。设计了显微干涉仪,通过实验分析了显微干涉仪关键设计参数中的光源带宽、物镜数值孔径、孔径光阑大小对垂直扫描白光显微干涉测量中干涉条纹光强分布的影响;设计了Z向一维位移工作台,提出了一种以显微干涉图像灰度值归一化标准方差为依据的白光干涉测量条纹自动搜索定位方法。相关实验结果为白光干涉表面结构测量仪的优化设计提供了参考依据。     

恒光强扫描干涉光刻条纹锁定系统设计

为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计.首先,介绍了扫描干涉光刻中干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统原理方案,并设计实现了恒光...     

采用宽带光源的双光束干涉中零光程差位置测量研究

提出了一种可以快速实现采用宽带光源的双光束干涉中零光程差位置测量的方法。在测量中，以双光束干涉条纹间距的四分之一大小为采样间隔，以相邻的四个采样值为一组进行相应的干涉条纹调制度计算，以干涉条纹调制度的最大值位置作为零光程差位置。还对光电测量系统中的机械与光电转换精度、采样点位置、采样点密度、双光束光强比、光源相干长度等多方面对测量精度的影响进行了定量分析。     

应用动态调制与干涉条纹形状测量二维角度

采用四象限探测器接收干涉条纹进行位移测量时,干涉条纹的形状会影响各探测器之间的相位差。本文在建立干涉条纹形状与干涉夹角关系模型的基础上,提出了应用四象限探测器识别干涉条纹形状的方法。通过干涉条纹光强面积分运算方法,推导了干涉条纹形状参数与探测器信号相位差之间的理论公式,并给出了相位差与干涉夹角之间的关系。利用PZT匀速驱动参考镜的方法实现了干涉条纹的动态调制,提高了信号相位差的识别精度。通过椭圆拟合技术实现了相位差在(0,π)的高精度识别,并结合特定的正余弦累积运算实现了(-π,π)相位差的识别,从而完成了偏转角度方向的测量。相对传统CCD条纹形状识别方法,该方法扩大了角度测量范围,且更适合动态测量。与高精度自准直仪进行的比对实验表明,该方法在±300″的测量精度为3″。     

光栅发讯器莫尔条纹光强分布及位移——光强关系

<正> 光栅发讯器莫尔条纹光强分布及位移—光强关系,在很大程度上决定了光电转换器件输出信号的幅度,波形及信号调制度等重要性质。本文推导了莫尔条纹光强分布及位移—光强关系的普遍表达式,并分别对光闸式,游标式及横向莫尔条纹进行了讨论。从光强表达式引出的莫尔条纹几何参数与文献(1)完全一致,从而把莫尔光强分布与几何计算统一起来。本文只讨论振幅光栅,光栅具有较长的空间周期与不变的空间频率,由平行的均匀的非相干光垂直入射,光栅组间无间隙或具有小间隙,光电器件直接接收从光栏出射的莫尔光强。     

一种新型高精度平面度图像测量系统

介绍了一种新型的基于平面等倾干涉原理的高精度平面度测量系统。系统利用等倾干涉原理，通过CCD提取干涉条纹信息，根据干涉条纹在窗口尺坐标上的位置，并联系相邻测量点干涉条纹方向以确定干涉条纹在被检测平面上的变化量N；借以得到既能反映出半波长整数倍，又能反映半波长小数倍的平面度误差。     

关于分振幅等倾双光束干涉条纹反衬度的讨论

为讨论单色平面光经过透明平行平板后出现的两束主要反射光之间干涉条纹的反衬度,在给出了它们的光矢量方位角的定义之后,利用方位角之差表示出两束光波光矢量之间的夹角;再利用菲涅耳公式表示出两束光波的光强比,从平面波干涉的角度来求两束光之间干涉条纹的反衬度,最终得出了复杂而普遍的表达式。并针对海定格干涉的反衬度进行了讨论,认为小角度入射形成的海定格干涉条纹,其反衬度只决定于平行平板的折射率;利用光学材料制作的平行平板,其海定格干涉条纹具有很高的反衬度。     

通过傅里叶变换测量多表面面形

为了更简便、准确地测量透明平行板,提出了一种基于区域生长算法与傅里叶变换的单幅三表面干涉条纹相位恢复方法。通过傅里叶变化将三表面干涉条纹图由空域变化到频谱域。不同表面的干涉条纹在频谱域中对应的位置不同,通过改变区域生长算法中的参数,提取出合适的区域,最终得到面形。该方法可以由单幅三表面干涉条纹图同时得到透明平行板前后两个表面的面形。分析了由算法求得的表面面形的误差,通过叠加分离的双表面干涉图与原三条纹图进行比较,得到相应的误差分布图,通过误差分布图可以改善算法的精度。将得到的面形与Zygo干涉仪得到的面形进行对比,发现该方法测量精度较高,其相位提取误差PV值小于0.12λ,RMS值小于0.065λ;重复性得到验证,其重复率可靠度优于λ/100。测量到的面形与物体真实面形接近,测量方法更加简便。     

On the interpretation of magnetic and electric fields imaged by low-magnification off-axis electron holography

The interpretation of magnetic and electric fields imaged by off-axis electron holography is not always straightforward. We will demonstrate this by some examples of possible misinterpretations which can result from, for example, comparing a hologram with a second one acquired such that the reference wave travelled on the opposite side of the sample, the diffraction of the electron beam at the biprism fibre, not centring an area to the true centre of the sideband when reconstructing the image wave by Fourier optics, quantification of 'magnetic' and 'electric' phases, procedures to separate electric from magnetic phases and dislocations in the interference fringes of the hologram.     

微尺寸器件光电计数系统设计

介绍一种针对微小器件的光电感应计数系统。采用半导体激光发射器作为光源,经过光学系统形成的最小激光束照射器件,反射光由光电三极管进行光电转换,计数控制使用单片机系统。其电路简单、可靠,可以得出较为准确的测量数据。实验结果证明,该系统能达到较好的计数效果。     

激光衍射CCD测径系统

本系统用Ｈｅ－Ｎｅ激光器产生的激光束,经准直扩束后,垂直照射待测细丝,形成衍射条纹。然后用高分辩率线阵ＣＣＤ摄象机将衍射条纹（光强信号）转换成电信号,经Ａ／Ｄ转换将数据送入计算机,用最小二乘法将衍射条纹的光强分布精确地拟合出来,再根据有关衍射公式算出细丝直径。本文主要介绍光路设计、信号处理及软件设计。     

阻抗电桥技术在时栅位移传感器设计方案中的应用

在时栅电行波形成方案基础上,提出一种基于阻抗平衡电桥技术的电行波形成新方法,利用平衡电桥,将原有的电量敏感改变为电参数敏感,直接实现位移量与高频激励的调制,取得了很好的实验结果。     

基于DSP的数字式电力系统任意谐波发生器的设计

本文介绍了一种产生电力系统谐波信号的方法。可以方便快捷的产生包含任意次谐波的谐波信号．而且幅值和初相角都可以控制，优点是精度高，速度快，文中给出了理论波形和实测波形的对比，本方法不但能产生电力系统研究所需的各种谐波，而且，还能发出高达18．7MHz的正弦波（以每个周期发8点计算），可以供其它各种试验使用。     

Time-Domain Modeling of Electromagnetic Pulses Returned from Targets in Dispersive and Dissipative Media

Using a Method-of-Moments (MoM) code, we earlier simulated ultra-wideband (UWB) returned echoes from two targets, one penetrable and one impenetrable, buried in a soil with known electric properties. The simple shape of mines, coupled with their predictable deployment in the ground, has also provided a fundamental understanding of the underlying backscatter phenomenology. In particular, the backscattered waveform from a mine can be decomposed into a collection of closely spaced copies of an elemental wave object with different amplitudes and time delays. This wave object is here defined as the derivative of the waveform incident on the target. The spacing of the copies or replicas of the wave object could be determined by the round trip time delay between scattering centers. This methodology was previously applied to impenetrable targets and is now applied also to a penetrable target. The previously computed returns from each target for a given incident pulse are modeled by a few copies of the elemental wave object with the time delay and amplitude of each copy taken as unknown parameters. These parameters are then determined by minimizing in the least square sense the difference between the MoM computed signal and the model signal using the differential evolution method (DEM). The methodology is extended by way of our previously developed target translated method (TTM) to approximate the computation of the backscattered model signal when the target is buried at a different depth in the soil with a different moisture content.     

基于虚拟仪器的植物电位信号测量系统的设计

采用U12数据采集卡和微弱信号放大器、以LABVIEW为软件开发平台,设计了植物电信号采集虚拟仪器试验系统,利用该试验系统可以对植物电位信号进行数据采集,初步建立了“植物-电信号获取-电信号的调理-计算机信息数据处理-数据波形显示-数据分析”系统.     

双光路信号段交替合成压缩加密系统研究

介绍了一种光信号时域压缩的双光路信号段切换处理方法,在全光系统中实现了光信号分段切换,避免电子系统中存在的抗电磁干扰能力差等固有缺陷。红激光差拍干涉形成的移动干涉条纹等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动光腔。通过调整系统参数,使两光波导之间写入光栅和擦除光条纹的移动速度分别相同,实现在同一时刻,两光波导对应位置的擦除红光明暗条纹分布相反,使得双路输入光信号被压缩切换到一路光信号输出,从而实现光信号的分段切换,可用于置乱加密等信号处理装置。     

Sensing volume and biasing corrections for dual counter LDA processors

Most operable Laser Doppler Anemometry (LDA) systems employ the fringe mode geometrical configuration with a counting type signal processor. The fringes are contained within an ellipsoid volume, which is commonly described as the sensing volume of the LDA. Generally, the dimensions of the focusing volume are determined from the waist diameter of the beams and their intersection angle. However, the electronic processing system exerts several constraints upon the size of the focusing volume. In this study we will address ourselves to the constraints of the dual counter processing system, which is based on the individual realization mode of the LDA. Correction equations will be derived for the sensing volume and the individual realization biasing and applied to two-component flow fields, measured by a one-dimensional LDA system.     

角度基准中莫尔条纹细分的研究

在圆光栅用于角度基准研究中采用莫尔条纹的电载波调制电细分,把一对正交的莫尔条纹信号分成20000等分,并可实现仪器的动态和静态测量,还能动态检测光学度盘和圆光栅