机械零件三维表面形貌测量与评定的研究

介绍了机械零件三维表面形貌的测量与评定,分析了激光干涉式位移传感器的光学原理和干涉条纹信号的细分方法.激光干涉式位移传感器的精度达到了5nm左右.另外,带计量系统的二维工作台也是整个测量系统的关键部分.因为采用了光栅尺作为二维工作台的计量系统,所以在表面形貌的测量过程中二维工作台在X和Y两个水平方向上都能获得精确的定位.     

上海光机所将时域散斑技术运用于大尺寸光学元件测量

<正>中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室周常河课题组近期将双目测量和时域散斑技术相结合,应用于300 mm口径大尺寸透镜毛坯测量,成功重建出透镜毛坯表面的三维形貌。该方法实现了大尺寸透镜的快速、低成本测量。大尺寸光学元件,尤其是非球面元件,被广泛运用在大型激光装置,例如"神光" II综合实验激光装置中。在元件的     

轴对称非球面绝对形状误差测量

正非球面光学元件表面形貌的干涉测量因须透过计算机全像片、零透镜等补偿元件提供与待测元件相匹配的理想非球面波前,故需严谨与复杂的程序进行测量系统即包含干涉仪内部光路系统对准误差、参考球面镜头与补偿元件等误差的校正。然而,测量结果亦包含镜片之夹持变形、承受重力的自重变形与测量环境的震动与气流扰动等信息,此类误差源对中大口径、测量光程长的光学元件的面形检测影响尤其大。近年,诸多文献探讨光学元件的绝对形状测量技术,透过多组态的测量架构     

复合型超精密表面形貌测量仪

研制了基于同一显微镜基体实现原子力探针扫描测量与非接触光学测量两种功能的复合型超精密表面形貌测量仪.分析了基于白光显微干涉原子力探针的测量方法、探针微悬臂变形量与白光干涉条纹移动量的关系以及探针微悬臂测量非线性误差的修正方法,和通过融合垂直扫描系统的位移量和悬臂梁变形量得到了原子力探针的工作方式.研制了三维精密位移系统...     

三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征

三维微纳米台阶光学显微测量信息为多维形貌数据,其数据量庞大复杂、多维相关性低、表征难度大,且通常存在测量坏点影响关键尺寸表征精度.本文提出了一种三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征方法.首先,针对三维微纳米台阶的结构特征选取测量系统并设计测量方法,获取其三维形貌点云数据信息;其次,建立三维形貌实测数据维度重构方法,...     

光干涉法显微镜测量三维表面形貌研究

本文介绍了利用光干涉法显微镜测量三维表面形貌.利用计算机对在光干涉法显微镜下拍摄的零件表面轮廓条纹图象进行图象识别与处理,自动寻找条纹和计算,直接获得三维表面轮廓形貌.测量结果与触针式轮廓仪的测量结果进行了比较.     

菲涅耳微透镜芯模表面形貌的检测及加工误差分析

采用扫描白光干涉法对菲涅耳微透镜芯模表面浮雕结构进行了检测,并对元件表面微观形貌进行了三维重建.根据其表面形貌数据,引入幅度参数表征法,分别计算出横向线宽误差以及样品的系统刻蚀深度误差和随机刻蚀深度误差等纵向加工偏差.通过表面高度分布的偏斜度、表面高度分布的峭度等参数获得了有关微芯模表面误差和缺陷的量化信息.实验研究表明,扫描白光干涉法能精确定量化表征微芯模表面形貌特征,这对探索适用于新型微光学器件表面三维形貌误差的无损检测评价方法具有实际意义.     

数字全息术用于光学元件表面缺陷形貌测量

利用像面数字全息显微术对光学元件表面缺陷的三维形貌测量进行了理论及实验研究。设计并搭建了相应光路系统记录全息图,采用角谱算法数值重建物光场,通过相位修正消除了系统误差引入的波前畸变,获得了经过待测光学元件表面缺陷调制的物光相位分布,并根据建立的相位分布与表面缺陷面形的关系模型计算得到缺陷三维形貌。实验以多个划痕和麻点等常见表面缺陷作为测量对象,分别获得了它们的三维形貌,以其中一条实际宽度为35μm、深度为270nm的划痕为例,测量得到该划痕的宽度为35.21μm,平均深度为267.6nm,与真实值相比,横向测量误差为0.6%,纵向测量误差为0.9%。实验结果证实该测量方法是有效、可靠的,能够准确测量光学元件表面缺陷的三维形貌,因而有助于判断光学元件损伤程度以及分析缺陷对系统波前的影响,对保障高功率激光装置的安全正常运行有重要意义。     

一种便携式光学表面轮廓仪

研究了一种基于短相干光相移干涉法的便携式光学表面轮廓仪,分析了短相干光干涉显微镜相移干涉技术,实现了基于该项技术的光干涉显微系统。采用光路集成化的设计方法,实现了一体化轮廓仪光路集成,优化了机械三维调整测量台,实现了可用于大、小口径元件表面测量的正置、倒置两种测量模式。测试结果表明,仪器的粗糙度测量精度为0.1nm,重复性误差优于0.01nm,横向分辨率优于1μm。     

Linnik偏振白光干涉微纳测量的关键技术研究

正随着机械、电子、光学、材料和半导体等工业不断微型化、精密化的需求,开发的微纳米结构的三维形貌、表面膜厚、内部结构以及物理性质等特性对微纳米结构的研发和生产质量控制至关重要。因此,针对微纳米制造领域的三维非接触式测量系统及其技术的研究具有重要的学术价值和现实意义。本文提出并搭建了一种基于Linnik型偏振白光干涉架构的三维非接触式测量试验系统,并对其关键技术进行了研究,主要包括显微镜光学自动对焦技术、Linnik型白光干涉条纹自动搜索技术、微观表面三维形貌重构及系统标定技术、透明膜