高精度零位计量圆光栅的研制

本文讨论了高精度零位计量圆光栅的设计原理及研制的基本方法,该方法同样适用于零位计量长光栅的研制。     

自扫描圆光栅数字测量系统原理及实验

本文提出了一种新的圆光栅测量系统——自扫描圆光栅数字测量系统。该测量系统由一自扫描光电二极管列阵及粗圆光栅所组成,用被细分的光敏元间距代替光栅姗距作为测量基准,从而可消除光栅栅距刻划误差而带来的测量误差,同时由于粗光栅的应用使系统的抗干扰能力大大提高,因而能解决目前计量圆光栅领域中普遍存在的精度与抗干扰能力及成本的矛盾。实验表明:该系统的测量分辨率较光栅栅距提高上百倍,具有现有计量圆光栅数字测量系统没有的许多优点。     

PC光学树脂计量圆光栅的制作

为了解决目前计量圆光栅的玻璃基片无法适应振动强度大、冲击力强等恶劣环境的问题,提出了采取新型材料聚碳酸酯(PC)来替代玻璃作为计量圆光栅制作基片的方法。分析了PC光学树脂的透光特性、耐热性和耐化学性能,给出了清洗PC的具体配方;结合现有光刻复制工艺,研制出先胶后铬的新型复制工艺;最后,以PC作为计量圆光栅基片,在蒸镀真空度为1.2×10-3Pa,蒸发距离为150mm的条件下,采用蒸发源质量控制膜厚的镀铬工艺参数,制作出了PC光学树脂基片的计量圆光栅。在45×显微镜下观察光栅线条,结果显示,线条陡直,无龟裂,表明该新型工艺可行,工艺参数正确,为进一步研制以PC光学树脂计量圆光栅为核心元件的精密测角仪器等提供了试验基础。     

计量光栅栅线的选型

本文论述了计量光栅栅线选型的一般方法，讨论了一种以阿基米德螺线族作栅线的新型圆光栅，它具有传递比恒定的性质。     

圆光栅误差的遮光带校正法

圆光栅误差的遮光带校正法,是借助于改变光栅照明光路的通光量,来校正误差以达到提高分度精度的一种方法。它非常成功地应用于我院生产的数字式1秒光栅分度头和同类型的其他仪器。校正误差法是一种沿用已久的提高精度的方法,曾在提高丝杠螺母付和蜗轮付的精度方面得到普遍的应用。对于计量光栅装置也同样适用且更为有利,这是由于计量光栅具有很好的平均误差作用,消除了短周期误差,光栅的误差曲线平滑,容易     

数显技术讲座：第三讲 光栅数显系统的工作原理

一、概述 (一)概况包括长光栅和圆光栅在内的计量光栅是用于进行长度和角度测量的光栅。计量光栅位置测量系统是基于对两块光栅叠合时形成的莫尔条纹进行计数来工作的。莫尔条纹的重要特性表现为具有放大作用和误差平均作用,因此由计量光栅组成的位置测量系统,结构简单却具有很高的精度,在长度与角度的数字测量和读出(数显)运动的比较和误差补偿以及数控机床、精密     

计量圆光栅环形莫尔条纹的刻划偏心调试误差分析

本文对刻划不通过中心的计量圆光栅,环形莫尔条纹,刻划时的偏心调试误差进行了讨论。并提出了刻划时偏心调试误差的公差范围。这对提高计量圆光栅的莫尔条纹位置精度及刻划质量,有一定的实际意义。     

圆刻机智能控制系统

应用计算机技术,对圆计量光栅刻划过程的自动控制进行研究,介绍了微机控制细分刻划的原理和该智能控制系统的结构。并且叙述了多种任意等分光栅盘的刻划方法。     

计量圆光栅动态精度的检测技术

本文探讨了计量圆光栅的精度检测问题，提出了一种新的动态检测方法。它不同于目前普遍采用的标准多面棱体静态检测法，后者只能得到圆光栅静止于圆周内若干等分位置的静态误差，而前者采用频谱分析方法、借助计算机处理，实现对圆光栅动态地、连续测量，最终得到其误差函数Ｒ（θ）。本方法采用软件修正技术剔除安装偏心等系统误差，硬件系统使用了高精度的脉冲计数电路，使得检测系统的精度大为提高，并且排除了测量过程中，环境或人为因素对检测精度的影响。本文对这种光栅动态检测技术的原理及应用进行了研究，并给出此方法的精度估计     

计量光栅的几何、光学特性

本文论述了按给定的莫尔条纹形状确定光栅栅线方程的一般方法;讨论了一种以阿基米德螺线族作栅线的新型圆光栅。它具有传递比恒定的性质。文中用几何方法代替沿用的傅里叶分析法确定了黑白光栅莫尔条纹的一些性能指标,如透射函数、衬度等。这种方法适用于栅距较大的黑白光栅,具有简单直观的优点。最后,本文还讨论了用条纹倍增和条纹锐化方法来提高粗光栅的计量精度以及栅线的最佳设计参数问题。     

光栅接长技术研究

长光栅位移传感器是一种高精度测量装置,其关键件为长光栅尺。本文对光栅接长技术加以研讨,着重讨论接长光栅对测量精度、位相等的影响,对大量程的长度测量具有实用价值。这一研究已获得成果。     

任意等分圆光栅的刻划

本文介绍了用简单的BASIC语言程序对任意等分圆光栅的分度进行计算,以及具体的调整刻制方法,从而在未任何附加装置的圆刻机上刻制出任意等分圆光栅,且保证了一定的刻划精度。此法简单、易行,而且同样适用于任意等分度盘的刻划。文末附有BASIC程序。此外,还简单介绍了微机控制圆刻机进行任意等分刻划的原理。     

CMOS光栅图像纳米细分技术研究

光栅技术已在长度测量、角度测量、位置测量、自动检测、自动控制等诸多领域广泛应用。采用长光栅作为检测元件,但对光栅的细分不用常用的电子学细分,而是采用CMOS显微成像系统读取长光栅,并随之对光栅图形进行细分。系统由光源、光阑和聚光镜、标尺光栅、显微物镜及CMOS电子目镜组成,光栅图像进入PC机,采用软件进行细分。试验获得的光栅图形清晰,从而为利用数字图像处理技术进行细分提供可靠依据,实验研究的细分分辨力为80nm。     

Wavelength-encoded optical psychrometer for relative humidity measurement

In this article an optical psychrometer, in which temperature measurements are performed by means of two fiber Bragg grating sensors used as dry-bulb and wet-bulb thermometers, is introduced. The adopted design exploits both the high accuracy of psychrometric-based relative humidity measurements with acknowledged advantages of wavelength-encoded fiber optic sensing. Important metrological issues that have been addressed in the experimental work include calibration of the fiber Bragg grating temperature sensors, evaluation of response time, sensitivity, hysteresis, linearity, and accuracy. The calibration results give confidence that, with the current experimental setup, measurement of temperature can be done with an uncertainty of +/- 0.2 degrees C and a resolution of 0.1 degrees C. A detailed uncertainty analysis is also presented in the article to investigate the effects produced by different sources of error on the combined standard uncertainty uc(U) of the relative humidity measurement, which has been estimated to be roughly within +/-2% in the range close to saturation.     

Multibeam laser writing of diffractive optical elements

A new version of the method of direct multibeam laser writing of diffractive optical elements (DOE) is proposed and investigated. A writing area in the form of an array of focused light spots is formed by splitting the writing laser beam into multiple beams by using a Dammann grating and focusing of these beams in the plane of a moving carrier with a photosensitive material. Adjustment of the radial pitch of writing and correction of the uniformity of the beam intensity is carried out by tilting the Dammann grating and displacing it in the dispersion direction. In writing DOEs, the radial pitch of discrete displacement of the writing area with respect to the plane of the DOE is set equal to or multiple of the average radial distance between the radial projections of the centers of the focused light spots. This version provides improved performance and accuracy due to high-quality paralleling of the writing beam and the averaging effect in superimposed writing.     

采用Matlab图形系统分析乘法倍频后莫尔条纹信号的波形

采用Ｍａｔｌａｂ图形系统对计量光栅输出的莫尔条纹原始信号进行了计算机仿真,并利用Ｍａｔｌａｂ函数计算、绘制出经乘法倍频后的莫尔条纹信号的波形。通过对仿真结果的探讨与分析,为提高倍频后莫尔条纹信号的质量提供了依据。     

热压增大光刻胶光栅占宽比的方法及其应用

全息光刻-单晶硅各向异性湿法刻蚀是制作大高宽比硅光栅的一种重要方法,而如何增大光刻胶光栅的占宽比,以提高制作工艺宽容度和光栅质量是急需解决的问题。本文提出了一种热压增大光刻胶光栅占宽比的方法,该方法通过加热加压直接将光刻胶光栅线条展宽。论文详细阐述了其工艺过程,探究了占宽比增加值随施压载荷、温度的变化规律,讨论了施压垫片对光刻胶光栅质量的影响。应用此方法制作了周期为500 nm的硅光栅,光栅线条的高宽比达到了12.6,氮化硅光栅掩模的占宽比高达0.72。热压增大光刻胶光栅占宽比的方法工艺简单、可靠,无需昂贵设备、成本低,能够有效增大占宽比,且获得的光栅掩模质量高、均匀性好,满足制作高质量大高宽比硅光栅的要求。