共路剪切条纹扫描干涉仪

本文论述共路剪切扫描干涉仪原理,提出两种共路剪切干涉系统及一种新的条纹扫描方法。该干涉仪能有效地对光学表面、透镜进行精密检测,特别适用于光学非球面的检测,电适用于在没有严格环境控制的加工现场,对光学元件进行实时检测。     

一种新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

设计了一种对不同背景光强具有自动适应性的迈克尔逊干涉仪的干涉条纹计数器。利用光敏电阻把干涉条纹的明暗变化转换为电信号的变化,通过对电压波形的分析,提出了一种通过波形电平变化顺序是否符合周期性变化规律的计数方法。实验证明,计数器原理简单,可以适应不同的背景光强,具有精确度高、操作简便可靠等优点。     

双光—珀光纤干涉仪及条纹定位法读数

双法－珀干涉型光纤位移传感器对光源的相干性要求很低，发光二极管ＬＥＤ即可作为光源。这种光源的优点是可以克服半导体激光光源的初始条件模糊及反馈引起的噪声等。用于涉条纹定位法测量传感腔长的变化，定位重复精度为４ｎｍ。     

外差干涉仪光路调节方法及对拍频的理解

外差激光干涉仪由于测量精度高,环境适应能力强和实时动态高速测量等特点而广泛应用于机床误差的实时监测中。外差激光干涉仪中,使用平面镜作为转向装置时,接收器上的两束光有可能只是相交而不是重合,这给光路的调节增加了很大的难度。针对这一问题,提出一种辅助光路调节方法,先将光路切换到单频干涉仪,调好光路,再切换到外差干涉仪,利用单频干涉条纹的直观性能可看出外差干涉仪光路调节的好坏。理论分析和实验结果表明,提出的调节方案具有可行性,效果良好,同时通过从单频切换到双频能更深入地理解拍频。     

HP5528A双频激光干涉仪动态误差补偿

建立了ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪的动态误差模型,根据模型可补偿动态误差,使ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪可用于测量高速运动物体的位移。     

可变载频径向剪切雅敏干涉仪

基于雅敏干涉装置,提出一种新的可变载频(条纹频率可调)的径向剪切干涉仪。该干涉仪主体由两块雅敏干涉平板、两对可旋转双光楔、两个可变比例的扩束镜组成;双光楔用于调节条纹周期,以获取最佳干涉图;两扩束镜的扩束比例可变,以调节最佳剪切量。两块平板加工误差一致,同时所有光楔来源于同一楔板,参数一致,两扩束镜的性能参数也完全相同,光路对称,严格等光程。提出的干涉仪可一次性完成非球面模具的测量;并根据被测面形情况进行条纹周期和剪切量的调节,获得了最佳条纹图。最后,对球面/非球面模具表面进行了测试。结果显示:通过调节双光楔和扩束比,此干涉仪可获得较好的条纹图,为多种非球面模具的进一步高效检测提供了新的思路。     

HP5528A频激光干涉仪动态误差补偿

建立了ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪的动态误差模型,根据模型可补偿动态误差,使ＨＰ５５２８Ａ双频激光干涉仪可用于测量高速运动物体的位移。     

光谱滤波提高白光干涉条纹的对比度

本文利用模拟计算的方法,在PC-1500袖珍计算机上,对采用光谱滤波技术提高白光干涉条纹对比度进行了分析计算,实现了一级、二级暗纹与各自相邻亮纹间对比度的提高(>0.93和>0.51),同时讨论了对较高级次条纹对比度的影响,并进行了实验验证。实验结果表明,光谱滤波对白光干涉条纹中低级次条纹对比度有一定的提高作用,它为改善白光干涉条纹对比度提供了一种新途径。     

基于非周期正弦条纹的直线电机动子位置测量

为了从目标拍摄源上提高直线电机动子位置检测的精度和抗干扰性,构造了一种非周期正弦条纹图像,并引入一种基于梯度法的图像亚像素测量方法,实现对动子位置的高精度测量。首先,改变正弦条纹的条纹周期,得到一系列非周期正弦条纹,并生成非周期正弦条纹图像;其次,采用图像的Pnatt熵优选出具有强鲁棒性的非周期正弦条纹图像;最后采用基于Barron算子的梯度法计算相邻目标图像的亚像素位移,结合标定系统物像标定系数,获得直线电机动子的实际位移。仿真和实验结果表明,对比于非周期栅栏图像,本文构造的非周期正弦条纹图像具有较强的鲁棒性,且测量精度达到0.02pixel。     

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...     

基于MATLAB的球面干涉仪图像处理系统设计

采用泰曼-格林干涉原理设计研制了一种非接触在线球面干涉仪,该干涉仪中的CCD摄像头可产生分辨率比较高的干涉条纹图像。重点介绍了用MATLAB图像处理软件对该干涉条纹图像进行数字化处理的基本方法,通过对干涉条纹图像进行预处理、提取骨架,最后用Zernike多项式拟合出被检球面的波面函数,计算出PV和RMS。通过MATLAB编程实现了对该球面干涉仪检测信号的自动化处理。     

3D‐quantum interferometer using silicon microring‐embedded gold grating circuit

A 3D (three‐dimensional) quantum interferometer consisting of a silicon microring circuit proposed. The interferometer based on the electron spin cloud projections generated by microring‐embedded gold grating. The electron cloud oscillations result from the excitation of the gold grating at the center of the silicon microring by the dark soliton pulse of 1.50 μm center wavelength. The electron cloud spin‐down, spin‐up automatically formed in the two axes (x, y, respectively) and propagated along the z‐axis. In this proposal, the sensing mechanism of the circuit is manipulated by varying the reflector gold lengths of the sensing arm. The electron cloud spin coupled and changed by changing the gold lengths. The sensitivity measurement of the 3D quantum interferometer for three gold layer lengths of 100 nm, 500 nm, and 1,000 nm is (47.62 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.01 nm^?1), (238.10 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.002 nm^?1), (476.20 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.001 nm^?1), respectively. The used circuit parameters are the real ones that can be fabricated by the currently available technology. Moreover, the silicon micro ring circuit acts as a plasmonic antenna, which can apply for wireless quantum communication. The electron cloud spin projection space–time control can apply for quantum cellular automata.     

数字横向剪切干涉仪相移技术

由于相移式横向剪切干涉仪相移单元的分辨率、精度等参数直接影响其测试物镜波像差的精度,本文根据相移式横向剪切干涉测试原理,设计了采用宏微复合运动模式的相移组件,该相移组件可在25 mm行程内实现纳米级的相移运动.重点分析了柔性铰链复合四杆结构微动单元初始设计参数间的数学规律,计算了铰链刚度与弱截面应力,并给出了具体的设计实例.采用有限元分析方法,对设计实例中微动单元的相移量与压电陶瓷(PZT)出力之间的作用规律进行仿真,并分析了相移精度.结果显示,PZT在促动力输出范围内可促动0.1 mm～1 nm的一维相移运动,理论精度优于3.5 nm.微动单元的开环标定测试结果表明,相移微动单元的实际精度优于5 nm.     

Subnanometric calibration of a differential interferometer

A novel self-calibration method is proposed for calibrating differential interferometers with subnanometer resolution, and the basic characteristics of the method are discussed. Analysis shows that without using any external reference, the calibration accuracy approaches the resolution limit of the interferometer, which is determined by the signal-to-noise ratio (SNR) and the stability of the measurement system. A compact differential interferometer that uses a laser diode as the light source has been developed in order to demonstrate the viability of the proposed calibration method. The conventional fringe-counting and phase modulation methods are combined in order to extend the measurement range and improve the resolution of the interferometer. The developed interferometer was calibrated using the new method, and the calibration results were compared to those obtained by a comparison calibration method that uses a capacitance displacement sensor as the reference.     

声光式外差干涉仪的光路设计与分析

制造业的发展迫切需要对高速加工过程中的物体进行测量和定位,利用声光调制法实现外差干涉能产生较高的频差可以实现高速测量.文中对声光式外差干涉仪的光路设计进行了分析,提出了空间分离一级衍射光和零级衍射光的一种方案,并且对光拍频的接收,光路的调整进行了分析,实验结果证明该实验系统可以用于外差干涉测量.     

A proposed design for a polarization-insensitive optical interferometer system with subnanometric capability

A bidirectional, fringe-counting, two-beam interferometer system is described that can be used for precision length measurement with any laser source that is adequately coherent for the application. The two electrical phase-quadrature signals required for bidirectional electronic counting are obtained from photodetectors at the two interferometer outputs. A thin metal film design for the beam-splitter coating introduces the required phase difference of nearly 90° for both the perpendicular and parallel polarization components. Electronic alignment and control are performed by a system used to continuously monitor the signals produced from the outputs and automatically process these signals to achieve the optimum performance from the interferometer. Interferometers using the technique require a limited amount of optical alignment and all of the electronic adjustments are automatically controlled by the electronic system. These instruments are economical to manufacture and easy to apply in practice, readily achieving subnanometric accuracy in the measurement of changes in optical path.     

温度自补偿高灵敏度非本征光纤珐珀横向负载传感器

为了提高光纤EFPI传感器的灵敏度,提出了一种新型EFPI传感结构,并对其温度特性以及横向负载特性进行了研究。首先,介绍了采用端面镀钯金膜的光纤EFPI传感器的结构及其制作方法;接着,建立了镀钯金膜光纤EFPI的温度传感模型,并通过Solidworks、Hypermesh与有限元分析软件ANSYS联合仿真,对它在不同受压力下进行理论模拟,获得了腔长变化与压力之间的关系;最后,对传统的光纤EFPI与镀钯金膜光纤EFPI的温度和横向负载特性进行了对比试验。试验结果表明,镀钯金膜光纤EFPI的温度灵敏度为6.083pm/℃,具有温度自补偿特性;它对横向负载的检测灵敏度可达40.83m/g,相对于传统的光纤EFPI横向负载的灵敏度提高了2.10倍。实验结果与理论分析相符合,为实际制作具有温度自补偿的高灵敏度光纤EFPI传感器提供了理论与实验依据。