径向剪切干涉仪

介绍了径向剪切干涉仪的工作原理、类型,分析了其面临的技术难题和各自优缺点。综述了径向剪切干涉仪的发展状况,讨论了它在光信息检测中的重要作用。     

光学元件面形的环路径向剪切干涉检测方法研究

提出了将环路径向剪切干涉(CRSI,Cyclic Radial Shearing Interferometry)术应用于光学元件面形检测的新方法.设计了基于环路径向剪切干涉检测光学元件面形的光路系统.根据环路径向剪切干涉法的波前重建算法,模拟计算了任意波前的重建情况,同时在基于开普勒望远系统的环路径向剪切干涉仪上实际测量了一个已知光学元件的面形.结果表明,文中提出的波前重建算法和采用的光路系统可用于实际光学元件面形的准确检测,系统的重复性也得到了研究.     

相移雅满横向剪切干涉仪

雅满横向剪切干涉仪是一种很重要的波面检测仪器,特别是可以对白光的波面进行检测.为了弥补传统雅满横向剪切干涉仪的不足,提出了一种相移雅满横向剪切干涉仪.它是在雅满横向剪切干涉光路中插入起偏器,1/4波片和检偏器所形成,实现了剪切干涉与相移的结合,能有效地提高测量精度,可适用于白光的波面检测,结构简单且操作方便.实验中通过旋转检偏器获得了相移干涉图,其结果很好地验证了该相移雅满横向剪切干涉仪的有效性.     

三平板剪切干涉仪自动测试系统

三平板剪切干涉仪是环路剪切干涉仪中最简单的一种,它具有基本等光程、剪切量连续可调、两出射光束恒相互平行等特点。利用三平板剪切干涉仪对激光器出射波面质量进行检测,探讨了由剪切干涉图复原原始波面的1阶微分法,编制了专家辅助软件系统,为光机型的三平板剪切干涉仪配置了实时图像采集、处理系统,实现了光、机、电、算相结合,融硬、软件于一体的数字波面剪切干涉仪,并通过实验验证了方法的重复性精度。     

半导体激光剪切干涉仪

本文主要对半导体激光器在光栅剪切干涉计量中的应用作实验研究.给出半导体激光双频光栅剪切干涉仪测量光场相干性和透镜像差的实验结果.     

径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析

径向剪切干涉仪所采集到的干涉图并不直接反映原始待测波面信息,为了获得原始待测波面信息,波面重构是必要的。推导了波面重构的迭代算法,并用Matlab分别对径向剪切中不同迭代次数、不同剪切比的波面重构迭代算法进行了数值模拟,得出以下结论:合适的剪切比可以简化迭代运算,提高运算速度;与小畸变波面重构相比,残差波面PV值达到相同精度时,大畸变波面重构需要更多的迭代次数。待测波面的PV值大于10时,剪切比应在0.7以上,PV值大于6小于10,剪切比在0.5~0.7之间,PV值小于6,剪切比小于0.5。     

用液晶电视研究径向剪切干涉的近场重建算法

对共光路径向剪切干涉(CRSI)的近场重建算法和LCTV的强度调制特性进行了分析.首先利用CRSI测量了实验中的LCTV强度调制特性的线性区域,然后将LCTV处于强度调制状态下模拟产生一任意强度分布,并使其灰度值限定在它的强度调制线性区域内,再进行径向剪切干涉测量,获取了该强度分布的干涉条纹图.从干涉图中提取出背景强度后,运用环路径向剪切干涉仪的近场重建迭代算法进行运算,得到了模拟光强的近场分布.本文同时对这一近场分布进行了数值仿真与实验研究,并对实验中出现的误差从理论上进行了合理的分析,进一步验证了实验方法的可行性和环路径向剪切干涉仪的近场重建迭代算法的正确性.     

Twyman-Green型横向剪切干涉仪的原理和应用

本文介绍了一种新型横向剪切干涉仪的工作原理。该干涉仪使用Twyman-Green干涉仪作为分束器,光栅作为检测元件,并利用实时Moire差分法消除干涉仪的系统误差。这种干涉仪的优点在于灵敏度可调,抗振性强,易做成大口径。利用这种干涉仪检测超高音速风洞中的流场和真实火箭燃气射流,取得了一些重要结果。     

台阶法标定干涉仪频率响应函数

大口径移相干涉仪在检测空间频率为毫米甚至亚毫米量级的相位误差时, 存在部分空间频率的相位误差失真效应。因此, 必须对大口径移相干涉仪的频率响应函数进行标定,以保证检测数据的真实性。引用评价参数-功率谱密度, 重点研究了干涉仪频率响应函数的实验标定。在理论上建立标定干涉仪频率响应函数的数学模型, 讨论了两种标定方法—正弦相位光栅法和台阶法, 分析其各自的优缺点, 综合比较后确定台阶法作为实验方案。深入研究台阶样品可以作为标定用标准台阶的条件, 即台阶阶跃的陡峭程度与台阶信噪比的选择, 探讨了台阶法标定干涉仪频率响应函数的可行性; 设计、制作了高精度的台阶相位板, 结合实验对干涉仪的频率响应函数进行标定测量, 给出有关曲线; 最后分析了几种误差源对干涉仪频率响应函数标定结果的影响及其消除方法。     

多通道数字式干涉仪测向接收机相位校准系统设计

在多通道数字式干涉仪测向接收机中,相位测量误差是影响测向精度的关键因素。分析了影响数字干涉仪测向接收机相位测量精度的因素,提出了针对数字干涉仪测向接收机多通道相位进行校正的方法,并设计实现了自动相位校准系统,解决了各通道之间相位一致性问题,保证了测向精度。     

用于纳米精度大范围位移测量的半导体激光干涉仪

本文在作者提出的光频光热调制半导体激光正弦相位调制干涉仪的基础上,提出了一种扩大其测量范围的方法,使得在保持纳米精度的前提下,测量范围由半个波长扩大为125.56μm,并讨论了进一步扩大测量范围的可能性.本方法得到了模拟计算和实验结果的很好验证.     

纳米精度双频激光干涉仪非线性误差的确定方法

介绍了确定纳米精度双频激光干涉仪非线性误差的两种方法：纳米比对方法和幅值估算方法,前者通过将双频激光干涉仪和计量院纳米精度F-P干涉仪进行纳米比对确定非线性误差,具有测量结果直接和米定义溯源的优点;后者通过测定偏振干涉仪测量信号的幅值调制度估算非线性误差,具有简单易行、受外界因素干扰小等优点。实验结果表明,对于此干涉仪系统,非线性误差的测量结果小于2．5nm,估算结果为1．4nm,两者在误差允许的范围内一致。     

Mach-Zender干涉仪温度测量实验研究

文章基于Mach-Zender干涉仪结构原理,设计了一个温度测量实验。结果表明:当物体温度升高时,干涉仪条纹出现向左侧移动现象;当物体温度下降时,干涉仪条纹向右侧移动。温度的变化与条纹移动数目成线性相关性,线性拟合度为0.9996,对比实验进一步说明,Mach-Zender干涉仪测量温度具有很高的精度。     

用于纳米精度大范围位移测量的半导体激光干涉仪

在光频光热调制半导体激光正弦相位调制干涉仪的基础上 ,提出了一种扩大其测量范围的方法 ,使得在保持纳米精度的前提下 ,测量范围由半个波长扩大为 12 5 5 6 μm ,并讨论了进一步扩大测量范围的可能性。本方法得到了模拟计算和实验结果的很好验证     

相移点衍射干涉仪的关键技术研究

相移点衍射干涉仪(PS/PDI)是应用于极紫外光刻投影物镜波像差在线检测的高精度检测设备。在介绍国际相关机构PS/PDI研究进展的基础上,重点阐述在干涉仪优化设计、高精度对准、系统误差标定以及干涉图像处理等PS/PDI关键技术研究方面取得的成果。以关键技术研究为基础,开发了一套可见光波段的PS/PDI原理实验装置,并利用该装置检测了极紫外光刻中典型的Schwarzschild投影物镜的波像差,自主开发的20倍缩小Schwarzschild物镜的数值孔径达到了0.2。实验结果表明,干涉仪的重复对准精度优于0.1μm,波像差的绝对检测精度均方根(RMS)误差达到了0.025λ(λ为检查光波长),重复检测精度RMS优于0.001λ,检测速度达到了20秒/视场点。     

用于纳米测量的集成化单频激光干涉仪

研究了一种基于偏振光的集成式单频激光干涉仪。利用偏振光学变换方法,实现了干涉仪的光学4细分结构,提高了测量灵敏度;构建4路正交探测结构,实现了干涉仪的无源偏振调制,扩大了干涉仪测量范围;采用光路集成化的设计方法,实现了一体化干涉仪光路集成。对激光干涉仪进行振动测量实验研究,结果表明,静态位移测量误差小于±0.3 nm,振动测量的分辨率达10 pm/Hz1/2;上述集成单频激光干涉仪具有测量精度高、稳定性好、动态范围宽、受环境影响小等优点,可被广泛用于纳米测量的各个领域。     

SPM光纤连接器端面几何参数干涉测量仪

分析了光纤连接器端面几何参数对光纤连接器性能的影响,提出了一种利用正弦相位调制(SPM)干涉仪测量光纤连接器端面几何参数的新方法。计算机模拟计算表明,这种方法能在有噪声干扰情况下高精度测量光纤连接器端面几何参数。     

632.8nm高精度移相菲佐干涉仪测量误差分析

为了满足高精度光学系统对光学元件纳米级的检测精度要求,提出了一种理论可实现纳米级测量的632.8nm移相菲佐干涉仪的设计方案。通过对检测凹面和凸面的632.8nm移相菲佐干涉仪的基本结构和测量原理的分析,指出影响干涉仪测量精度的几种主要误差:移相误差、几何结构误差、振动误差、探测器误差(非线性误差和量化误差)、光源误差(波长不稳定和强度不稳定)、空气扰动和折射率变化误差。通过对这些误差理论分析和模拟,量化了各误差对测量精度的影响,其中移相误差、几何误差、振动误差和空气折射率误差影响最为显著。根据测量精度要求和仿真结果,得到实现纳米级测量的干涉仪系统参数和环境参数设置要求。