用激光干涉原理测量气压计水银静态液面的平面直径与管内径关系

高精度的U形管水银气压计的水银液面高度差检测定位方法有一种是用白光源的双光束干涉仪,它是利用白光干涉“零”次条纹仅在干涉仪两臂光程(几何间距与折射率乘积)相等时产生可以区别于“1次、2次”的无色“零次”干涉条纹的物理特性。用它作为液面定位手段,精确度高于±0.3微米汞(Hg)柱。因此高精度的U形管水银气压计常采用这种定位方法。     

用激光源寻找静态“零”级干涉条纹

在计量技术中,用白光“零”级干涉条纹作端面长度精密定位或精密水银气压计液面定位,是精确度较高的一种方法。但是寻找“零”级干涉条纹却是极其精细面又困难的工作。本文叙述一种用激光源寻找静态“零”级干涉条纹的新方法。     

基于白光干涉的空间频域算法研究

为了精确定位白光干涉条纹的零光程差位置,采用空间频域算法通过傅里叶变换提取白光干涉信号中心波长的相位信息并结合包络中心算法去除相位模糊从而实现零光程定位.实例测量了具有相位突变的计算全息元件的表面轮廓,其平均刻蚀深度为1.63 μm.测量表面形貌连续分布的微透镜阵列,0.32 mm×0.32 mm视场内表面PV为370...     

基于白光相移干涉术的微结构几何尺寸表征

将Carré等步长相移法与白光垂直扫描相结合形成了一种白光等步长相移算法,该方法快速、准确、非接触,垂直分辨力可达亚纳米级.测量系统集成了Mirau显微干涉物镜,并通过高精度压电陶瓷纳米定位器带动物镜进行垂直扫描.分析了Carré法应用于白光干涉信号的相位提取的精度,对不同扫描步距以及不同信噪比情况下的测量进行了计算机仿真,确定了测量参数.结合重心法将相位计算的数据范围直接定位于干涉信号的零级条纹,从而省去了相位解包裹过程.通过对微谐振器和标准台阶的测量说明了该方法的有效性,并使用白光相移干涉、白光垂直扫描和单色光相移干涉对44 nm标准台阶进行了测量,并对测量结果进行了比较.     

光纤准白光干涉信号数字化处理方法

提出一种光纤准白光干涉信号数字化处理方法。该方法采用干涉条纹脉冲实现干涉包络信 号同步采集,克服了导轨移动速度不均匀造成的影响;通过高斯函数曲线拟合方法高精度确定干涉信号零光程差点;大大提高了准白光干涉信号定位精度。为消除包络信号采样边界点不确定性带来的误差,采用外插法进行补偿。实验表明,采用该方法对光纤准白光干涉信号零光程差位置的定位精度优于0.5个干涉条纹。     

气体折射率的测试光路--用激光干涉条纹计数原理

本文阐述两种气体折射率的测试光路。它们是用白光干涉“O”级条纹定位，激光干涉条纹计数原理作光程差补偿测试。便于自动测量。     

一种可溯源原子力探针显微镜

研制了一种基于白光干涉的可溯源原子力探针扫描显微镜,提出了一种稳健的白光干涉零级条纹定位算法,建立了一套高分辨激光干涉位移测量系统。在此基础上提出了一种探针标定方法,实现微纳表面可溯源测量。通过对台阶高度为(21.4±1.5)nm的标准光栅进行10次重复测量,其结果的平均值为21.56 nm,标准差为0.51 nm;同时对高度为150 nm的三维特征样件进行了三维测量,验证了所研制仪器测量的准确性和稳定性。     

干涉显微镜白光干涉时零级条纹的调整

《计量技术》1985年第2期发表的“6J型干涉显微镜干涉条纹的寻找及对比度的调整”一文(以下简称“寻找与调整”),介绍了单色光干涉条纹的寻找及调整方法。本文就白光干涉条纹的寻找和调整,再做如下介绍。一、干涉现场中产生二条黑色干涉条纹(即零级条纹) 的条件。如图所示,对单色光干涉,我们认为只要a_2=a_3、b_1=b_2,即总光程差为零,就能产生干涉条纹。而对于白光干涉,不但要满足总程差等于零,而且还必须满足:     

利用白光扫描干涉测量表面微观形貌

由于激光显微干涉只能测量表面微观形貌的相对高度值,不能进行绝对测量,本文提出了白光显微干涉测量方法,研制了测量仪器,并对CCD像素格值和PZT进行了标定.该仪器以白光干涉理论为基础,利用空间频域算法计算白光干涉图零级条纹中心位置,根据零级条纹中心移动量来得到被测工件表面微观形貌.对被测工件表面进行了测试,试验结果表明:...     

标准硅球直径精密测量系统的设计

基于多光束干涉的基本原理，导出了使用斐索干涉仪测量硅球直径多光束干涉光强分布的精确公式。针对目前的硅球直径测量系统忽略了多次反射对干涉信号造成的影响和系统中固有的条纹清晰度低的问题，研究了多次反射对干涉信号造成的误差，结果表明其最大光强误差可达到8％。通过对光学干涉系统结构设计和元件参数选择，最大限度地优化了干涉条纹的可见度，并设计出零背景光强标准硅球直径精密测量系统。数值模拟结果表明，该系统不仅极大地提高了干涉条纹对比度、消除了背景噪声，而且可通过改变透镜焦距调节干涉条纹的强度以达到CCD的最佳工作范围，从而提高了光强信号的测量准确度。     

用相位法捕捉白光干涉动态“零次”条纹峰值位置的光电原理

一、引言精密计量技术中有不少测试手段利用白光源的双光束干涉仪,它是利用两束相干光在等光程条件下产生“零次”无色条纹的物理特性,作为测长定位手段。例如应用在量块比长的乌氏干涉仪;精密     

基于对称判据的白光干涉零光程位置拾取算法

高性能白光干涉测量技术的发展对零光程位置精确拾取提出了更高的要求。基于白光干涉光强对称分布特点设计了对称性判据,并根据此判据和实际采样数据的离散性,提出了一种白光干涉零光程位置拾取算法。算法分为两步：首先,从数据中寻找最大测量峰值,然后搜索最大峰值附近的子峰,利用对称性判据及其变化趋势来确定最接近的零光程位置的子峰;接着,由于采样点的离散性,需要进一步对搜寻到的子峰进行局部数据拟合,通过拟合峰值最终确定零光程干涉峰值和零光程位置。此时对称性判据还可用于评估零光程拟合位置与真实位置间距。通过实测数据处理和算法对比实验表明：该算法能够进一步提高零光程位置辨别能力和拾取精度,保障高性能白光干涉测量设备的超精密测试需求。     

用光波干涉测量大距离小位移--一种测量地壳断层蠕动技术

本文阐述一种用等光程白光干涉条纹定位,测量大距离(几米～几十米)小位移(几微米～几毫米)的原理.这种技术原理可适用在测量地壳断层蠕动位移,不确定度可达10-6·L～10-7·L(L为间距).     

白光频闪散斑干涉术的研究

在利用白光对振动物体进行测量时,由于白光的相干性较差,难以得到质量较好的图像,为了克服这一缺点,本文提出了一种用白光光源照明进行振动测量的新方法-白光频闪散斑干涉术.阐述了白光频闪散斑干涉术的基本原理,分析了提高图象质量的主要原因,采用了相干性较好的白光光源和合理的光路,使系统的时间相干性和空间相干性得到提高,从而提高了图像的质量.实验结果表明,该方法用于振动的测量,能给出物体在任一瞬时的振动信息,得到清晰的、高对比度的全场干涉条纹图,图像的质量得到大大提高.     

全视场外差白光干涉测量技术

为了解决传统白光干涉测量技术中对线性位移机构的位移精度要求过高的问题,本文提出了一种全视场外差白光干涉测量技术。该技术主要通过使用存在差频的白光干涉信号作为光源来实现在大扫描步长和低扫描精度条件下相干峰位置的高精度检测。本文首先建立了白光外差干涉的数学模型,再根据数学模型提供的光强信号特性提出了整体系统设计方案,然后对测量方案的可行性进行了实验验证。最后针对多种误差对算法计算精度的影响进行了理论分析和数据对比。误差分析的结果表明:白光外差干涉测量技术提供更高的测量精度和更好的抗干扰性能,有效地降低了传统白光干涉测量对线性位移机构精度的严苛依赖,为光学自由曲面检测技术提供了更多的可选解决方案。     

接触式干涉仪的数字化改造

为解决接触式干涉仪使用过程中对线不准、人工读数误差大等问题，采用图像采集与处理技术对其进行数字化升级改造。使用工业相机，将实时采集的干涉条纹图像传输至计算机，同时基于灰度投影法，实现自动定度与零级干涉条纹中心的定位，根据零级干涉条纹中心的偏移量，计算被测量块与标准量块的差值，并将相关测量信息自动存储至数据库。实验表明：改造后的接触式干涉仪性能稳定可靠，能准确计量检校三等及以下的量块长度。     

数字式屈光度测试仪

本文论述了一种采用旋转编码器与莫尔条纹测长相结合进行眼镜片的顶点屈光度。柱面散光轴位角进行手动测量,数码显示的数字化屈光度测量仪。本仪器采用特殊的处理电路,消除了外来噪声产生的误触发脉冲及输出错误积累而引起的位置偏移。分别由两路位相差为90度的输出信号及零定位脉冲做为正、反转控制及复零控制。电路处理部分信号输出误差为±1度。     

一种用细胞神经网络提取干涉条纹中心的新方法

提取干涉条纹的中心是干涉测量的关键环节,文中提出了一种基于细胞神经网络（CNN）提取干涉条纹中心的新方法.CNN是一种实时处理信号的大规模非线性模拟电路,同时它的局部联接特点使其适用于超大规模集成电路的实现.CNN具有并行运算的能力,可消除传统串行算法复杂性高、不能实时处理的缺点.对该方法进行了分析,给出了实例的仿真结果,证明该方法能快速准确地提取干涉条纹的中心,提高了干涉条纹的判别精度,从而增加了实验中干涉条纹处理的直观性和实时性.     

一种新的正弦相位调制干涉条纹相位稳定方法

在基于条纹投射的物体表面形貌测量中,温度漂移和振动是造成条纹相位漂移的主要因素。为了稳定条纹相位,在相位补偿系统(PCS)中运用峰值检测简化相位提取过程,发展了一种基于正弦相位调制的干涉条纹相位稳定技术。将光纤缠绕在柱形压电陶瓷(PZT)上,向PZT注入正弦驱动电压实现对干涉条纹相位的正弦相位调制。运用2×2光纤耦合器分光,结合马赫-泽德干涉与杨氏干涉结构实现条纹投射。光电探测器检测两端面反射信号形成的迈克尔逊干涉信号,从中提取环境因素引起的相位漂移,运用旋转坐标数字机进行快速反正弦计算,生成的补偿信号与调制信号叠加后共同驱动PZT,实现条纹相位稳定。实验结果表明,条纹相位稳定精度为5.5 mrad,较好地消除环境因素引起的相位漂移。     

符合平面度误差国标的等厚干涉条纹判读法

本文试图根据劈尖干涉原理给出五种符合GB1958—80的等厚干涉条纹判读方法。应该说明的是,图中干涉花样边缘只给出半条黑色或白色条纹,其序号为条纹级别。1.条纹呈平直状、间距相等并只有一条“零级条纹”且“零级条纹”位于干涉花样极端位置,如图1。或者干涉花样呈一片均匀色,则判读零条。即被测表面为理想表面。