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。     

不同间距比下错列双平板绕流流场的PIV测量与POD分析

运用粒子成像测速技术(PIV),在水洞中对亚临界雷诺数Re_D=1×10~4时错列双平板绕流进行了测量,探索平板间距对绕流流场结构的影响。应用本征正交分解(POD)方法对绕流流场结构进行模态分解,提取流场相干结构。结果表明:前4阶模态形态是流场中最主要的相干结构;流向间距T与法向间距H对错列平板绕流流场结构影响显著,随着平板间间距变化,错列平板绕流可分为间隙射流干涉、剪切层和尾流共同干涉、剪切层干涉3种模式。流向间距T/D=0、法向间距H/D=1时,平板间出现很强间隙射流结构,受间隙射流影响,上游平板剪切层与下游平板下表面剪切层包络混合,形成类似"单钝体"流动结构。     

用空间载频法测量玻璃平板的厚度均匀性

设计了一种基于迈克耳逊干涉光路的相位测量系统,将单臂作为检测端完成了对玻璃平板厚度均匀性的直接测量和分析。该系统由CCD采集干涉图样,利用傅里叶变换条纹分析术和相位解包裹技术提取干涉图中所包含的待测相位信息;对于傅里叶变换法中频谱旁瓣中心无法准确定位的问题,采用三角变换法去载频,从而不需要准确地得知频谱旁瓣的中心位置就可以计算出相位结果,消除了人为估算和垂轴方向上的微小载频分量给测量结果带来的误差。实验测量了多块玻璃平板的厚度均匀性。测量结果显示：使用像元大小为4.65 μm×4.65 μm的CCD相机,测量玻璃平板两表面在长度方向和宽度方向上的厚度均匀性的理论精度分别达到0.93%和0.92%,表明本系统基本满足玻璃平板厚度均匀性测量的要求,且对干涉图频谱旁瓣的定位精度和载频的方向精度要求较低。     

激光楔形平板干涉法在转角测量中的应用

本文讨论了基于楔形平板等厚干涉原理的激光楔形平板干涉测量转角的方法。这种方法是将被测转角的变化转换为激光拍频的变化，从而实现转角的高精度测量。它能自动分辨转动方向，在３６０°内可进行角度的连续测量，在较高转速下测角精度基本不发生变化，具有一定实际应用价值。     

激光干涉动态角度测量系统中指零仪的设计

激光干涉动态角度测量中如何建立一个固定不丢失的零点是动态整周角度测量中的一个关键问题.本文针对所研制的光栅楔形平板干涉动态角度测量系统,提出了一种新的干涉指零仪,基于泰曼格林型双光束干涉的基本原理,采用道威双棱镜作为分光镜,用光电元件接收干涉信号.由于采用双光束干涉测量原理,该方法定位精度较高,而且可以自动确定动态测量的零点,操作方便.实验表明,定位精度优于0.5″.     

多表面干涉下的光学元件面形检测

为了消除平行平板类光学元件的多表面干涉效应对元件面形测量的影响,提出了基于波长移相调谐技术与傅里叶变换原理的多表面干涉条纹检测技术.首先,根据波长移相原理和被测元件的厚度,按照推算出的被测腔长与元件厚度间的比例关系正确摆放被测元件的测试位置.然后,通过波长移相技术采集一组干涉图.最后,对这组多表面干涉图进行离散傅里叶变换,提取带有被测元件前后表面面形的频率信息以及厚度变化的频率信息,通过重构算法得到准确的面形信息和厚度信息.实验结果表明:与传统的13步移相算法相比,得到的前表面PV值和RMS值分别相差0.003和0.001,而后表面PV值与RMS值分别相差0和0.001.这些结果基本满足平行平板类光学元件面形的高精度测量与洁净测量的要求.     

带涡产生器的平板通道中空气换热特性研究

以空气为介质，利用数值计算方法，模拟了Re在900至2100范围内带涡产生器的平板通道中空气换热特性。数值模拟结果表明平行平板通道中涡产生器产生的涡形成了干涉，涡通量可作为衡量换热强弱的一个量，并且涡通量、Nu数和阻力系数均随交错系数的减小而增大。     

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。     

压电细分多光束干涉平面度测量方法

高精度平板的平面度一般用等厚干涉条纹测量,它的一个条纹间距相应于二分之一波长的光程差,用目测可以判别的平面度最高仅1/20波长,但是F-P干涉板要求1/100～1/200波长的平面度。本文描述了压电细分多光束干涉法,用压电陶瓷平移干涉板从而建立一组参考干涉条纹,设原相邻两条纹的距离为α,而参考条纹与原条纹的距离为α/m,用距离为α/m的条纹作基准目视或照相测量平面度,因此精度提高了m倍.在m=10时用目测方法可以探测到近1/200波长的误差。调节压电陶瓷的电压可方便连续地调节m,采用普通低频信号发生器产生的方波来驱动压电陶瓷。     

Auto CAD技术在机载雷达天线设计中的运用

计算机辅助设计Ａｕｔｏ ＣＡＤ技术的运用,大大方便了机载雷达天线的设计,缩短了设计时间,减少研制经费,减少设计错误,为雷在天线设计带来了一种新方法,Ｒ１２软件提供了一种三维实体造型设计,可以将平板缝阵天线,伺服系统中的俯仰框架,方位框架,底座和动力源等进行三维实体造型,准确求出各件的物理量,将各件“装配到位”后还可进行干涉检查并求出干涉值,从而为设计提供了可靠依据。     

大量程纳米级垂直扫描系统研究

研究开发了一种大量程纳米级垂直扫描系统,该系统采用粗/精两级驱动,粗驱动子系统由滑动导轨、直流无刷电机、精密丝杠组成,精驱动子系统由平行平板柔性铰链和压电陶瓷组成。对平行平板柔性铰链进行了力学分析,并推导计算了其固有频率。该垂直扫描系统的粗位移和精位移由同一套激光干涉位移计量系统计量。该垂直扫描系统运动范围为0～40mm,运动分辨率为5nm。     

含多排孔结构的MSD疲劳试验与有限元分析

基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔等长双裂纹四种开裂模式的裂纹应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明:裂纹扩展初期,裂纹主要受到自身开裂孔的干涉影响,四种模式下裂纹的无量纲应力强度因子比较相近;随着裂纹长度的增加,试验和有限元结果都表明了裂纹间的干涉影响显著加快了裂纹的扩展速度。     

反射式闪耀光栅楔形平板用于转角测量

本文描述一种用双频激光干涉法测量转角的新方法,在玻璃楔形平板上加工反射式闪耀光栅,用该光栅楔形平板作为一个新的部件,以代替反射用的角锥棱镜,不仅简化了测量装置,减小了干涉仪的尺寸,而且装调方便.该装置不但可以测量转角,还可用于测量360°整周角度.本文给出了测量原理和测量装置,还给出了减小和补偿测量误差的方法.用于转角测量的实验表明,该装置的测量精度高,测角分辨力可达0.02＂.     

利用激光器纵模细分的高精度平面测量

高精度平面的测量方法之一是多光束细分,Herriott利用多狭缝加单色仪得到多波长细分条纹[1],J.Schwider利用标准具得到多波长细分条纹[2],作者也介绍了压电细分的方法[3]。为了简化仪器及操作,本文介绍了直接用激光器的纵模作为多波长细分的光源进行平面度的测量。仪器装置原理如图1。由腔长L=250毫米的全内腔He-Ne激光器1发出的光束,经由显微物镜2与物镜3组成的扩束镜变成平行光,照明由两待比较的平板4和5组成的标准具,腔间隔L′是可以调整的,它们的平行度用三个压电陶瓷精密调整,经会聚物镜6和场镜7把标准具内的干涉条纹成象于投影屏8上。细分应该采用多光束干涉,所以平板4和5应镀反     

全视场外差干涉三维测量系统

结构光三维测量技术具有快速、无损接触、重复性好等特点,被广泛应用在模具检测及工程制造中,但传统投影式结构具有离焦模糊的缺点。本文采用全视场外差干涉的原理,使用高精度声光移频外差干涉条纹代替传统光栅投影中的编码条纹,与传统工业相机结合使用便可获取快速的全视场三维数据。根据对系统参数的建模计算,设计加工了外差干涉三维测量仪,联合使用电动平台及棋盘格标定板来获取该系统的相位高度映射模型,最后对标准陶瓷台阶进行了测量。实验结果复现了原物体的三维形貌及高度信息,在30°的观测角下系统的高度分辨率为22μm,视场内的空间分辨率优于58μm,测量标准陶瓷平板,高度误差为75μm。该方法具有检测速度快、体积紧凑、抗环境干扰性强等特点。     

基本干涉场及全息成象

本文认为下面五种非定域干涉场是干涉领域里的基本干涉场,即:平面波和发散球面波的干涉场;平面波和会聚球面波的干涉场,发散球面波和发散球面波的干涉场;发散球面波和会聚球面波的干涉场以及平面波和平面波的干涉场。着重分析了前四种干涉场的空间分布和性质,给出表示每种干涉场的标准方程。在干涉场的记录方面,说明了干涉场和干涉图形之间的关系以及每种干涉图形的性质。然后,比较四种干涉图形,得出它们在径向分布上的共同点和在纵向分布上的不同点。由共同点得出:在菲涅尔近似条件下,四种干涉场所形成的干涉图都可以认为是波带片或全息透镜,并且分析了它们的成象性质。由不同点的分析得出,理想全息成象应满足两个条件,即:衍射成象条件和反射成象条件。最后,分析了干涉场的形状对平面全息图记录位置的影响。     

斜轴式轴向柱塞泵干涉分析计算

根据斜轴式柱塞泵的工作原理和结构特点,分析研究了这种泵存在的干涉问题,指出了孔壁干涉、端面干涉和杆面干涉三种干涉情况,提出了判别干涉的准则,并应用向量分析法推导出了避免这些干涉的条件。根据这些条件进行干涉分析计算简单易行。为保证斜轴式柱塞泵正常运转,必须避免这些干涉。这些条件的提出为斜轴式柱塞泵的设计制造提供理论依据,并具有重要的实际意义。     

齿面的重迭干涉和让刀干涉

<正> 齿面的重迭干涉是内齿轮传动中可能发生的四种干涉之一,它一般发生于齿数差(Z_2-Z_1)较少的传动中。在发生重迭干涉的前提下如果将小齿轮换成同样参数的插齿刀,则就要发生让刀干涉。让刀干涉时内齿轮齿顶附近齿面拉伤并挤出毛刺;同时刀具的切削刃磨损严重。因让刀干涉的实质是重迭干涉在插内齿时的再现,因此,说明让刀干涉必须先从重迭干涉的原理说起。1、重迭干涉和不发生重迭干涉的条件:     

多轴机床加工复杂自由曲面的刀底干涉避免

为快速、有效地解决复杂自由曲面加工中存在的刀底干涉问题,通过刀底干涉特征分析,得出能否快速、有效地划分出刀底干涉范围是影响刀底干涉避免总体效率和精度的关键。其次,以切削点的局部几何性质为基础, 提出了刀底干涉范围的快速划分方法。第三,以切削点的切平面为媒介定义了刀底干涉特征点,该干涉特征点与刀具的刀轴矢量无关,因此这些干涉特征点既可作为初始刀轴定位的依据又可作为刀轴调整的约束。同时又构造了刀底干涉特征点的快速搜索算法。以搜索的少量干涉特征点为基础,最终得出了无刀底干涉的快速刀轴定位算法。实例分析表明,算法的应用不仅能快速、有效地解决刀具加工自由曲面的刀底干涉问题,而且刀底干涉特征点的存在也为其他形式的干涉避免打下了坚实基础。     

光学干涉图像区域分割技术研究进展

干涉图像区域分割属于重要的干涉图像预处理步骤,目的是从干涉图像中提取出有效数据区域。干涉图像区域分割广泛存在于各种数字波面干涉仪的实验测试和数据处理中,对于精确波前复原以及相位解包裹可靠实施具有重要影响。介绍了3类常见干涉图像的区域分割技术,包括单帧干涉图、同步移相干涉图和横向剪切干涉图,并系统总结了相关研究进展、展望了该领域研究趋势。