光楔分光中波红外Fizeau型干涉仪光学系统设计

针对中波红外波段胶合立方型分束镜分光局限的问题，本文提出基于光楔分光的中波红外Fizeau干涉仪光学设计方案。在3.39μm工作波长下，为降低干涉系统回程误差，提升测量准确度，采用了两次反射折叠准直光路结构，既保证良好的准直波前，同时优化设计光楔兼顾干涉成像波前。设计采用ZnSe、CaF₂材料，干涉仪准直镜为单片平凸非球面结构，成像镜由双分离式球面镜构成，经蒙特卡罗模拟公差分析，准直镜0.1°视场内准直波前PV优于λ/4，归一化出射孔径内角像差优于3.01×10^-5 rad；干涉成像光路归一化视场成像波前PV优于λ/5，在25 lp/mm处MTF值优于0.38，干涉系统最大成像畸变优于0.11%；在标准面0°视场放置，被测表面倾斜0.05°内干涉系统回程误差小于λ/50。基于光楔分光的中波红外Fizeau干涉仪为中波红外干涉仪光学系统设计提供了新的思路。     

JDS-1型干涉仪在量块检定中常见问题的解决方法

一、常见问题的修理和排除1.干涉条纹不清晰的排除和修复对于干涉条纹不清晰,一般利用前后移动物镜来获得清晰的干涉条纹,方法是松开紧固目镜的螺钉,在获得清晰的干涉条纹后再将之固定。仪器用久了,要对物镜、测杆参考镜、反射镜、分光板、补偿板等进行擦拭清洁,这是因为脏物或附着在这些部件上的雾状物都会影响干涉条纹的清晰度,其中对物镜的影响最大,只有在非常有必要时,才用航空汽油蘸湿的脱脂棉进行擦拭,平时用长绒脱脂棉即可。     

非平面波的干涉测长

在干涉测长中一般用平面波来计算。如果用一光栏限制光束孔径，那么在这限制范围内相对于平面波产生一个相移。用一个简单的实验来描述这种效应，同时讨论其在长度测量中的影响。     

光切显微镜数显化

1　前　言光切显微镜是精密的计量仪器 ,可测量Ｒ0 .8～10 0 μｍ的粗糙度。它所用光切法原理 ,就是利用一狭窄的扁平光束以一定的倾斜度投射到被测表面上 ,光束在被测表面上发生反射出来的表面微观不平度 ,在光束方向上用显微镜来观测。在仪器测量前 ,应先用标准尺对仪器进行定度 ,再将被测件放入物镜下 ,使被测的粗糙度成像在视场中 ,再按要求进行粗糙度的测量。整个方法复杂并且眼睛易疲劳 ,为了提高测量精度 ,实现光切显微镜测量的数显化 ,我们尝试改造现有的光切显微镜 ,在保留目测的前提下 ,在原照相系统中接收图像信号 ,选用面振ＣＣ…     

带分划板的连续变倍双筒望远镜设计

介绍一种用两组元透镜来实现倒象和连续变倍的双筒望远镜设计。该设计在物镜焦面位置安装带刻线的分划板 ,可对目标进行瞄准和测量。特别是在系统不另设可变光栏的情况下 ,利用光学系统透镜边框作孔径光栏 ,使系统在整个变倍过程中不仅出瞳直径和出瞳距离均变化不大 ,而且系统与定倍望远镜一样具有较大的象方视场、出瞳直径和出瞳距离 ,从而使系统无论昼夜使用都具有真正的变倍作用和良好的观察效果。     

光干涉甲烷测定器干涉条纹常见问题分析

正为便于对光干涉甲烷测定器在使用中存在问题的分析与处理,必须了解测定器的光学系统,其光学系统如图1所示。由光源1发出的光线经聚光镜2和狭缝3到达平面镜4,再经平面镜的反射与折射通过空气室5和甲烷室6产生干涉条纹,然后经由折射棱镜7与反射棱镜8通过物镜9,最后进入望远镜系统10,在分划板上产生清晰明亮的干涉条纹。     

圆钢直径在线测量仪及其误差分析

１测量原理热轧圆钢直径在线测量仪采用光学非接触法在线测量轧制产品水平方向和垂直方向的直径几何尺寸，以供轧机的随时调整。图１为仪器的工作原理图。光源１经聚光镜２、光栏３、透镜４形成平行光束，由半透半反镜５分成反射光路和透射光路。反射光路经分光镜１６和反射镜２１形成两束平行光照射到被测工件的上下边缘，通过物镜１８和２３成像在ＣＣＤ器件２０和２５上，由影像在ＣＣＤ上所覆盖的像素数加两平行光间距Ｄ０即为工件垂直方向直径大小。同理，透射光路亦可测得工件水平方向的直径大小。由图１可知，被测工件的直径Ｄ为：Ｄ…     

常用计量技术中光波干涉讲座(二)振幅分光的干涉光路及其在计量测试中应用(上)

本讲叙述在计量测试中应用最广的迈克尔逊干涉光路和以它为原型的几种振幅分光应用原理,把测试量引入测量光臂中与参照光臂进行比较,实现测长,定位等的调制技巧.     

常用计量技术中光波干涉讲座（二）振幅分光的干涉光路及其在计量测试中应用（上）

本讲叙述在计量测试中应用最广的迈克尔逊干涉光路和以它为原型的几种振幅分光应用原理，把测试量引入测量光臂中与参照光臂进行比较，实现测长，定位等的调制技巧。     

用双光束干涉显微镜测量高精度球径

随着生产和科学技术的发展,精密测量仪器急骤增多,它们所附带的作为标准件的球形测头检测问题,日益变得迫切而提到日程上来。例如,国内外出产的各种型号大工显、万工显、测长仪以及国产孔径测量仪等都附有球形测头,其球径鉴定精度均在±0.5微米以内。鉴于目前缺少专用高精度仪器情况下,利用测光洁度用的双光束干涉显微镜把     

双光束双曝光与四光束单曝光干涉光刻方法的比较

双光束双曝光和四光束单曝光是无掩模激光干涉光刻的两种典型方法,都容易利用现有光刻工艺,在不需掩模和高精度光刻物镜的情况下,用简单廉价光学系统在大视场和深曝光场内形成孔阵、点阵或锥阵等周期性图形。双光束双曝光法得到的阵列图形周期极限为λ/2;四光束单曝光的周期略大,为前者的2倍。模拟和实验结果表明,通过控制曝光和显影工艺,双光束双曝光较四光束单曝光能更灵活地得到孔阵或点阵,而四光束单曝光得到的图形孔与孔之间没有鞍点,较双光束双曝光形成的孔侧壁更陡。这两种方法在需要在大面积范围内形成孔或点这类周期阵列图形的微电子和光电子器件的制造领域有很好的应用前景。     

光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正

光干涉型甲烷测定器是强检计量器具之一 ,用于对矿山、工厂的甲烷、二氧化碳等气体的测定。此仪器在修理中最困难的是寻找干涉条纹。根据本人多年调修的经验 ,现将引起干涉条纹消失、弯曲、模糊等问题的处理方法介绍如下 :一、在寻找干涉条纹之前 ,先检查下列部分 :（１）检查开关和线路是否畅通 ;（２）检查灯泡是否良好 ,灯丝位置是否适当 ;（３）仪器内部的各零件是否紧固。各部分检查完好后 ,接通电源 ,使灯丝位置与光栏平行 ,而且使灯泡发出的强光恰好通过光栏 ,投射到平面镜上。此时用一张长４０ｍｍ、宽１０ｍｍ左右的洁白硬纸条 ,放…     

基于迈克尔逊干涉法的太赫兹波长精密测量

搭建了以迈克尔逊干涉法为基础并引入参考激光作为光程变化度量值的分光路波长测量系统。利用理论分析配合软件仿真的方式研究测量光路中存在的影响因素,以动镜偏转、分束镜偏转和光束偏转导致的相对附加光程差作为评价标准进行分析与判定。测量结果表明：100 GHz的太赫兹源波长为3.114 2 mm,相对扩展不确定度为0.9%(k=2)。使用标准太赫兹频率计对同一太赫兹源进行比对实验,获得修正系数为1.003 5,从而验证了测量结果的准确性和太赫兹波长测量系统的可靠性。     

多光束移相干涉在镀膜平面形貌测量的应用研究

本文以光干涉原理为基础,分析多光束干涉原理特点及其在平面形貌(平面度)测量中应用可能,提出应用移相方法对被测镀高反膜表面进行调制,得到一系列被调制的干涉图样,经计算机对干涉图样进行自动采集和图像解包裹,获得被测表面的三维形貌数据,并通过实际测试验证了该方法的可行性和科学性。     

多光束移相干涉在镀膜平面形貌测量的应用研究

本文以光干涉原理为基础,分析多光束干涉原理特点及其在平面形貌（平面度）测量中应用可能,提出应用移相方法对被测镀高反膜表面进行调制,得到一系列被调制的干涉图样,经计算机对干涉图样进行自动采集和图像解包裹,获得被测表面的三维形貌数据,并通过实际测试验证了该方法的可行性和科学性.     

改善传统几何量光学测量仪器的照明光源问题

一、传统光路特点目前,市场上在用的传统几何量光学测量仪器主要有万能工具显微镜、测长机、光学分度头等,一般都包括瞄准测量光路和读数系统光路两部分。随着技术的不断更新,仪器的读数系统逐渐被光栅和数显系统所替代,但测量瞄准系统仍然未变,这类测量瞄准系统均采用物方无穷远光路,由放置在聚光镜物方焦点上的光源提供照明,经聚光镜后形成一束平行光照射被测件,由显微瞄准系统进行定位并测量。     

不透明薄膜厚度的光干涉法测量以及台阶的影响

提出使用数字CCD拍摄光干涉条纹,使用图像处理软件进行灰度值扫描分析光干涉条纹的方法,对不透明薄膜进行光干涉法测厚.数字CCD和图像处理软件的结合使用能够最大限度的降低目测带来的误差,并且也避免了使用复杂的干涉条纹提取算法,可以方便、准确地对不透明薄膜进行光干涉法测厚.同时我们使用光干涉法和轮廓仪法对不同高度遮挡物形成的台阶进行了对比测量,分析了不同台阶边缘斜坡对于光干涉法测量结果的影响,指出在制备台阶时遮挡物的高度必须满足一定的条件,并且根据这个条件推导出在我们的磁控溅射设备中,遮挡物高度小于50 μm可以得到满足光干涉法测厚条件的台阶.     

光干涉型甲烷测定器常见故障的分析与排除

光干涉型甲烷测定器是一种精密光学仪器 ,必须定期保养和维护。当仪器发生故障时 ,必须立即停止使用 ,进行检修。１ 仪器的干涉条纹漂移（或称条纹跑正、跑负）。条纹漂移是由于仪器空气室的空气和甲烷室被测气体的折射率变化引起的。设ｎａ 为空气室内空气的折射率 ,ｎｃ 为甲烷室中被测气体的折射率 ,当其变化引起（ｎｃ-ｎａ）值增大时 ,条纹一定向分划板刻度线增加的方向移动 ,简称仪器跑正。当其变化引起（ｎｃ-ｎａ）值减小时 ,条纹相对于原位置向分划板刻度线减小的方向移动 ,简称条纹跑负。①若甲烷室中串入水蒸汽后 ,条纹会向何方…     

测量透明膜层厚度的光程补偿法

一、测量装置简述该装置(图1)用于快速、非破坏性地测量透明膜层的厚度。红外灯泡1的缺紫外光线(为了避免用乳胶透明膜时感光)经抛物镜2聚光成平行光束射向标准光程补偿板B。由B′、B″两个表面反射60°后,再射向被测物A,由膜层表面A′及衬底A″反射经显微镜C进入视场。在视场中将看见两套白光彩色干涉带组,一套是标准光程补偿板引进的;另一套则是当A′-A″的光程正好被B′-B″的光程所补偿时,出现的白光零次干涉带。由于光线倾斜30°角入射,使膜层表面能反射出较强的反射光,可获得对比度     

传统光学平直度检查仪的改进

传统光学平直度检查仪/准直仪（如哈量1401型上机HYQ型,分度值为0.005mm/m）是角度/平直度计量领域中应用广泛的一种精密光学仪器。它是利用光学自准直原理进行微小角度测量的光学仪器,具体原理为：光线通过位于仪器物镜焦平面的分划板后,经物镜形成平行光,平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来,再通过物镜,在焦平面上形成分划板像,与测量标线重合在同一测量面上,当反射镜倾斜一个微小角度α时,反射回来的光束就倾斜2α,形成光学放大角度作用。