白光干涉型Michelson光纤扫描干涉仪

介绍了一种白光干涉型Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ位移传感器，Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪的一臂由光纤Ｆ－Ｐ腔构成，作为传感头，另一臂由电磁位移器带动的反射镜构成，提供相位补偿。理论分析和实验结果表明，在１５０μｍ的动态范围内，该传感器的位移测量重复性达到０．５μｍ，测量不确定度为．５μｍ。本文还提供了进一步提高测量精度和响应速度的方法。     

光谱域光纤白光干涉测量技术

光谱域光纤白光干涉测量技术(WLI)具有精度高、动态范围大、工程实用性强等优点,在光纤传感和精密测量领域有广泛的应用价值。本文回顾了光谱域光纤白光干涉测量技术的发展历程,重点介绍了本研究组在这一领域所开拓的基于相位测量技术的光谱域光纤WLI,包括傅里叶变换WLI及其相对测量术、波长扫描WLI、相移WLI、波数扫描WLI、互相关WLI、步进相移WLI,并展示了该技术在光纤温度、压力、应变等传感器中的应用。     

等倾干涉条纹的数字化处理方法

文章全面介绍了用条纹中心法自动分析处理等倾干涉条纹的详细过程 ,它通过对图像的二值化、细化、修补、标记等步骤来完成 ,涉及了条纹中心线的提取、条纹缺陷的消除、条纹直径的获取等关键内容。文章最后给出了试验的结果并讨论了等倾干涉条纹图的数字化自动分析处理软件的编制     

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。     

白光干涉谱数据处理的新方法

提出了一种基于动态均值滤波、二次曲线法解调和拟合法求光程差的数据处理新方法。与传统的算法比较,动态均值滤波避免了耗时的快速傅立叶变换,二次曲线法解调有更好的解调精度,拟合法求光程差可去除噪音较大的数据。新算法有快速、可使用的测量范围大和抗干扰能力强的优点。新方法可适用的白光干涉谱数据距离范围为 10μm 到 100μm。在样品上采集到的白光干涉谱数据的对比度约为 0.06、信噪比约为 18dB。用新方法和传统方法分别对这些数据进行了处理。新方法处理结果的短期数据方差小于 10nm,精度比常用方法好 4 倍。     

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:...     

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...     

白光相移干涉中频谱对测量精度的影响

在相移干涉中有时采用白光干涉来扩大深度测量范围,白光光源的使用,缩短了光束的相干长度,降低了测量精度。本文从干涉理论出发推导了白光相移干涉法测量三维表面形貌的计算公式,通过数值积分的方法分析了干涉光频谱对测量精度的影响。分析表明,在白光相移干涉测量中表面形貌的测量精度与中心波长和频谱宽度有关,白光频谱越宽,测量精度越低,中心波长越大,测量精度越高。     

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。     

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.     

一种科氏流量计的数字信号处理与驱动方法研究

数字信号处理和数字驱动是科里奥利质量流量计的发展趋势。研究了基于同步调制的数字信号处理方法，进行公式推导、性能分析和计算机仿真。研究数字驱动方法并利用数字控制方法提高流量管的起振性能，给出了数字驱动方案。     

光纤陀螺姿态系统信号处理方案

光纤陀螺输出信号中存在较大的高频噪声，这降低了光纤陀螺姿态系统的解算精度。为此对信号进行多重积分，求取一个计算周期内载体姿态变化的旋转矢量表达式，从而得到一种新的信号处理方法，并讨论了其工程实现方案。仿真表明，与传统四元数算法比较，该方法在解算系统姿态的同时，能够较好地平滑噪声的影响。     

基于数字锁相环的科氏质量流量计信号处理方法

针对科里奥利质量流量计信号处理中存在的问题 ,即信号频率在小范围内变化和信号易受谐波干扰 ,采用基于数字锁相环的方法处理科氏质量流量计的信息 ,跟踪信号频率的变化 ,计算相位差。对美国专利提出的方法进行了改进 ,做了仿真。仿真结果表明 ,在有谐波干扰的情况下 ,数字锁相环方法可以准确地跟踪信号频率的变化和计算相位差。本文还对计算误差进行了分析     

采用数字信号处理器的空间同步检测轮廓术

提出一种空间同步检测轮廓术的硬件实现方案,利用数字信号处理器（ＤＳＰ）强大的数据处理能力来解决三维面形测量中数据量大和实时性差之间的矛盾。文中讨论了ＦＩＲ滤波器的设计方法,以及用ＤＳＰ器件的实现方法。实验结果验证了所提方案是可行的。文中还讨论了改善系统性能的途径。     

光纤干涉测距系统及其定位信号处理

提出一种将目标定位过程和测量过程分开的绝对距离测量系统。系统引入光纤干涉方法提高了其柔性和抗干扰性能,并利用已精确标定的光纤组实现了量程的倍增,扩大了系统的测量范围。文中论述了系统的基本原理和数字化定位信号处理系统,并给出了相应的实验结果。     

关于冲击信号的数字处理方法研究

介绍了冲击信号各面指标的计算方法，并着重介绍了如何将数字信号处理方法应用于冲击信号的处理中。     

CIS信号检测与处理技术

ＣＩＳ（接触式图象传感器）是一种新型图象传感器。由于ＣＩＳ头比ＣＣＤ部件更紧凑,因此可使的产品体积更小。阐述了ＣＩＳ的特点,基本结构和信号处理技术,另外,还介绍了自选研制的ＣＩＳ信号处理系统及ＣＩＳ的信号实侧波形。     

光纤干涉仪条纹动态测量技术

针对光纤干涉仪条纹的CCD动态测量技术,分析了限制条纹最大允许移动速度的因素,提出了采用中值滤波提高信号处理速度的方法。在条纹移动速度成指数增长时,实验观察了条纹位移测量值的变化情况,并进行了中值滤波实验。结果表明,条纹的最大允许移动速度除受CCD的场频和信号处理时间影响外,还与干涉仪使用的光源波长和光纤直径以及两光纤间的距离有关;中值滤波可以缩短信号处理时间,同时获得较好的滤波效果。     

提高计算全息图再现质量的迭代傅里叶变换算法

提出了迭代傅里叶变换算法设计了计算全息图的新方法。采用迭傅里叶变换算法，计算配置与目标相关的迭代位相，使物波频谱具有限带宽和平滑性。实验结果表明，迭代傅里味算法求适当的位相参数，使计息图再现象上的斑纹被明显抑制，提高了信噪比和衍射效率。