无衍射光莫尔条纹法直线度测量仪

提出用无衍射光和环光栅重叠产生环状莫尔条纹的技术来进行空间直线度测量的技术 ,给出了理论分析、仪器结构和原理实验 ,并对该方法在同时实现高分辨力和大量程直线度测量的可能性 ,以及抗激光器漂移等方面的特点进行了讨论     

中长距离直线度测量中的激光标尺

开发了一种用于中长距离无衍射光直线度误差测量中的长度方向定位的激光标尺。它可精确地测量出长度方向(Z坐标)距离,同时通过它的激光反射光可以控制无衍射光直线度误差探测器与无衍射光直线基准的垂直度。文中基于相位法激光测距原理提出了激光标尺的电路系统设计方案,并进行了分析与说明,满足了直线度测量的大量程与高精度的要求。     

制作平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉系统

设计和制作具有较高波前平面度和结构稳定的干涉曝光系统是研制高质量平面全息光栅的首要条件.对离轴抛物镜/洛埃镜系统、单透镜/洛埃镜系统、球面反射镜/洛埃镜系统和双分离透镜/洛埃镜系统等4种单反射镜干涉曝光系统产生的干涉条纹直线度进行了光线追迹.在干涉场中放置标准光栅,使用于曝光的两束平行光入射到光栅上,从而衍射光相干叠加...     

基于无衍射姿态探针和全站仪组合测量空间隐藏坐标

针对大尺度空间中构件特征隐藏区的空间坐标测量,提出了一种基于无衍射光束的测量探针,并将该探针与全站仪结合构成了空间坐标组合测量系统。介绍了探针姿态测量系统和组合测量系统的结构与原理。测量时,首先将探针测头接触于被测点,并用全站仪或激光跟踪仪瞄准探针的光学系统,测得探针的空间位置坐标。接着,使用探针将测距激光通过axicon透镜变换为无衍射光,并由CCD摄像机获得图像。由无衍射光的中心一对一映射激光的入射方向,通过无衍射光图像定中计算,获得探针的水平角和俯仰角。最后,通过电子倾角仪测得探针滚动角;联合测得各姿态角和位置坐标,通过坐标变换,计算得出被测点的空间坐标。实验显示,该探针的姿态角测量精度为1mrad,组合测量空间位置偏差为±1mm,表明基于无衍射光束的探针与全站仪所构成的组合测量系统可满足大尺度空间中特征隐藏区空间坐标测量的要求。     

无衍射光莫尔条纹法直线度测量仪

提出用无衍射光和环光栅重叠产生环状莫尔条纹的技术进行空间直线度测量的技术，给出了理论分析，仪器结构和原理实验，并对该方法在同时实现高分辨率和大量程直线测量的可能性，以及抗激光器漂移等方面的特点进行了讨论。     

用全息透镜实现自参考光全息

一、引言自参考光全息术是利用物体表面散射光波的一部分形成物体的象,另一部分作为参考光记录象面全息图。这种象面全息图可以用扩展的白光照明再现。这种记录方式的优点是:①可以利用相干光程较短的激光记录,②物体有微小振动不影响参物光束的光程差;③记录高速运动的物体时,因物体运动产生的都卜勒频移没有影响。在文献[1,2]中,已报导了若干自参考光全息的记录光路。这些系统的共同点是利用普通透镜成象,其缺点是参考光弱,不能获得优质的全息图。在文献[2]中虽已提及用全息透镜实现自参考光全息,但它是用近轴全息透镜,参物夹角很小,再现象受照明光的影响。本文提出用离轴角较大的全息透镜记录自参考光象面全息图,克服了上述各种缺点,能获得最佳参、物光束比。这是由于近年来在全息干板处理方面发展了一些新的技术,可以获得所需要的衍射效率,这样用全息透镜实现自参考光全息,就可以根据不同的情况得到最佳的参、物光束比,得到高衍射效率的全息图。     

同轴双光束调制热透镜的理论研究

利用菲涅耳衍射理论提出了一种同轴双光束调制热透镜的理论模型,给出了探测面的热透镜信号表达式。计算了同轴双光束调制热透镜信号的横向分布,并分别讨论了激励光和探测光腰斑大小、样品位置和探测距离对信号的影响。     

基于无衍射光的空间入射角测量及其自动标定

为了实现对空间入射角度的精密测量,基于无衍射光束的光斑中心轨迹在自由空间的传播特性,提出了一种空间入射角精密测量系统的实现方法。针对无衍射光测空间入射角测量系统难以快速、准确地建立光束空间矢量与图像传感器像素的映射关系的问题,提出了一种基于全站仪的近距直接标定方法;搭建了用于标定的系统平台,并通过全站仪的电控马达,编写了用于标定的自动控制软件;实现了对图像传感器的自动、快速标定,极大地缩减了标定时间,消除了长时间标定所引起的系统时变误差。在工作时,通过无衍射光斑特定的定中算法,获得其在图像传感器光敏面上的位置坐标,结合光束空间矢量与角度映射矩阵,通过曲面插值即可计算得出光束的空间入射角度。实验表明针对该空间入射角测量系统的标定方法可行、自动、快速且映射精度高,可适用于类似于空间角度入射角测量系统的标定。     

轴上光强恒定的超高斯贝塞尔光束在湍流大气中的传播

理想的非衍射光束的产生,因需要无穷大的能量,在物理上是不能实现的。实验只能得到比较接近理想非衍射光束的有限能量的准非衍射光束。超高斯贝塞尔（SGB）光束具有有限的能量,是物理上可以实现的准无衍射光束。轴上光强恒定的SGB光束在一定的距离范围内具有很好的无衍射特点,其横向光强分布的中心区域保持恒定的强度和大小。本文通过数值模拟的方法证实：在湍流大气中,在中等湍流强度范围内,轴上光强恒定的SGB光束仍然保持其无衍射特点。在中等湍流强度范围内,轴上光强恒定的SGB光束的传输几乎不受大气湍流的影响。     

用于位相缺陷检测的反射式剪切点衍射干涉仪

为了实现光学元件位相缺陷的大视场、高分辨率、瞬态检测,设计了一种基于无镜成像算法的反射式剪切点衍射干涉仪。该干涉仪通过在参考光与测试光之间引入横向错位量,形成高密度线性载频,利用快速傅里叶变换算法从单幅干涉图中提取待测波面信息,实现缺陷的瞬态测量。利用无镜成像算法抑制了缺陷的衍射效应,总结了有效的缺陷类型辨别方法。实验检测了强激光系统中的一块光学平晶,验证了所提缺陷类型判据的正确性。此外,采用反射式剪切点衍射干涉仪对一块激光毁伤的光学平板进行检测,测试结果与Veeco NT9100白光干涉仪测量结果相比,相对误差为2.1%。结果表明,该干涉仪能够有效应用于检测大口径光学元件的位相缺陷。     

气象辐射计量检测系统装调方法研究

为满足气象辐射计量检测系统对气象辐射表的检测与标定要求,以研制太阳模拟器及多维检测平台为研究对象,提出了一种系统装调方法。建立气象辐射计量检测系统装调流程后,完成气象辐射计量检测系统装调过程,分析光学积分器对辐照均匀性的影响,并给出辐照不均匀性测试方法。通过实验测试,该气象辐射计量检测系统可完成不同时段太阳光束的精确模拟,并满足中60mm口径内辐照不均匀度在±1％范围内。,φ170mm口径内辐照不均匀度在±2％范围内的设计要求。     

激光—CCD实时、无接触、动态线径测量的研究

非衍射式激光-CCD线径测量方法,由于没有克服光学镜头非线性畸变引起测量误差的可行办法,至今不能得到实际应用。本文提出的计算机测量误差自动修正方法可以有效地解决这个问题,在此基础上,一种小体积、造价低、直径测量范围宽和高精度的线径测量装置得以研制。它在电线厂漆包线生产线上实现了实时、无接触、动态线径测量。     

组合式空间极坐标测量系统的研制

研制了一种组合式极坐标测量系统的实验装置 ,介绍了该测量系统的结构设计与调整方法。该测量系统具有较高性能价格比 ,可有效解决大型工件尺寸的在线检测难题。     

Dark field electron holography for strain measurement

Dark field electron holography is a new TEM-based technique for measuring strain with nanometer scale resolution. Here we present the procedure to align a transmission electron microscope and obtain dark field holograms as well as the theoretical background necessary to reconstruct strain maps from holograms. A series of experimental parameters such as biprism voltage, sample thickness, exposure time, tilt angle and choice of diffracted beam are then investigated on a silicon-germanium layer epitaxially embedded in a silicon matrix in order to obtain optimal dark field holograms over a large field of view with good spatial resolution and strain sensitivity.     

大口径光学薄膜透反射率测量方法的研究

设计了大口径光学薄膜透、反射率自动测量系统,该系统能在宽波段、大角度范围内进行自动测量;重点论述了大角度测量厚度较大的样品时机械结构的实现;介绍了系统光路的设计和数据采集部分的实现;分析了测量误差的主要来源,并提出相应的解决办法。     

An optical lever by using a mode-locked laser for angle measurement

A new concept of optical lever for angle measurement having an extended angular measurement range with a mode-locked laser as the light source, which is significantly extended from the conventional photodiode (PD)-type optical levers with a single frequency laser, is proposed. In the proposed concept, a collimated laser beam of the mode-locked laser is made incident to a grating reflector to generate a group of first-order diffracted beams from the grating reflector. Differing from a conventional PD-type optical lever employing a laser beam with a single frequency as the light source, the angle measurement range can be significantly expanded for the sake of the group of widely-spread first-order diffracted beams. In addition, the proposed optical lever has a potential of assuring the traceability of angle measurement by linking it to the optical frequency comb based on the mode-locked laser, which is employed as the national standard of time and frequency. In this paper, as a first step of this research, a mode-locked femtosecond laser is employed as the light source of the proposed optical lever. To distinguish each of the first-order diffracted beams generated with the combination of the mode-locked femtosecond laser and the diffraction grating having a grating period of 1.67 μm, a Fabry-Pérot etalon is employed in the setup of the optical lever to modulate the distance between two neighboring beams in the group of first-order diffracted beams. Experimental setups are developed, and basic experiments are carried out to verify the feasibility of the proposed optical lever.     

面阵CCD在大尺寸形位误差测量中的应用

本文介绍了在半导体激光光纤和位相结合的准直情况下,利用面阵ＣＣＤ探测器测量大尺寸形位误差的原理,并针对二维位相板衍射图像的特点,提出了一种处理此类衍射图样的图像处理新方法－正交投影法,消除了ＣＣＤ表面保护玻璃形式的干涉条纹的影响,对空气扰动也起到了很好的抑制作用,并且使二维图像处理变形为一维计算,大大提高了计算速度。此面阵ＣＣＤ测量系统与双频激光干涉仪测量直线度误差的比对实验结果表明,二者的测量结     

无衍射光束三角测量系统噪声处理的小波分析方法

无衍射光束三角测量系统具有焦深长、中心光斑小、理论测量精度高等特点,但实际测量中的噪声会严重影响测量精度。根据无衍射光束三角测量中信号与噪声的频率特性,采用小波分析方法将噪声与信号分离,进而剔除噪声误差,可获得理想的测量精度。