光纤连接器端面的显微干涉测试系统

介绍了一种基于显微干涉的光纤连接器端面的测试系统,干涉仪由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成,CCD相机采集干涉图样,经处理后得到相位分布图．采用Carre相位提取算法,无需进行特定步长的相移．对光纤连接器端面的表面形貌、曲率半径、顶点偏移进行测量,测量系统的横向分辨率可达到0．9μm,重复性测量精度为9．5nm．     

显微干涉网格法实现平面物体表面应变的复位测量

采用显微干涉光路,使被测物体表面光栅的±１级衍射光相互干涉,用显微ＣＣＤ图象采集系统采集干涉后形成的倍增光栅,利用微网格法原理和信息转换技术提取每一幅倍增光栅图象的几何特征,确定被测物体表面的应变．通过分析证明,这种光路能实现平面物体表面应变的复位测量,为在变形过程中空间位置发生变化的平面物体表面应变的测试提供了一种新方法．     

主微裂纹干涉中Dundurs第一参数的作用

主要研究了Dundurs第一参数α在两相界面材料的主、微裂纹干涉问题中表征失配程度及变形协调方面的不同于β的作用.利用伪力法导出Hilbert核奇异积分方程组,用Chebyshev多项式展开求解,得到主微裂纹的伪力及位错函数分布,从而求得应力强度因子.通过六种材料组合与均质材料的结果比较,显示出Dundurs第一参数α对于抑制作用的关系.     

大离轴量抛物面镜的加工

大离轴抛物面镜的加工与检测是当今光学加工的热门课题.本文介绍了为新加坡同步辐射光源研制的离轴抛物面镜,包括抛物面镜的加工与检测.该抛物面镜零件的特点是离轴量1米以上,倾斜度误差与表面粗糙度要求都很高.加工的最终倾斜度误差为1.55弧秒,粗糙度RMS为2.24纳米,达到国际同类镜的先进水平.     

离轴三反式光学镜头的猫眼效应激光反射特性

为研究离轴三反式光学镜头所特有的猫眼效应激光反射特性,采用ZEMAX光学设计软件,建立了离轴三反式光学镜头模型,利用物理光学传输的方法,仿真分析了其猫眼效应特性,得出了其反射光特性参数及其可用入射角范围,并将其特性规律与同轴式光学镜头进行了比较.结果表明,与同轴式光学镜头相比,离轴三反式光学镜头的猫眼效应激光反射特性的规律性较差,可用入射角范围不对称,但其猫眼效应的复杂性,使得反射光携带有更多的可用信息,通过后续信息处理可对该类光学目标进行参数识别.     

溅射功率对离轴倾角沉积氧化锌薄膜结晶和光学性质的影响

氧化锌作为宽禁带半导体在室温下具有高激子束缚能(60 meV)、化学性能稳定、良好的压电性能和光学性能等优点,在光发射器件等光电技术领域应用非常广泛.拟通过采用离轴倾角溅射的方法,探究溅射功率对氧化锌薄膜的结晶和光学性质的影响.相比于分子束外延和金属有机化学气相沉积等薄膜生长技术,磁控溅射具有明显的成本优势,薄膜纯度高、致密性以及均匀性良好,适于大尺寸生长.相比于传统的共轴垂直溅射,离轴倾角沉积可以使溅射到基片表面的粒子获得更多的横向迁移能,进而更容易迁移到合适的位点,有利于薄膜的高质量生长.在众多生长参数中,溅射功率是影响薄膜沉积以及薄膜晶体质量等物性的重要因素.因此,将采用射频磁控溅射就不同的溅射功率对氧化锌薄膜的形貌、结构以及发光性质等影响展开研究.     

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。     

基于动态电子目标模拟离轴的光学系统设计

系统硬件由数据接收、数据缓冲和时序驱动、MOS电阻阵列结构组成,实现显示动态电子目标模拟图像。系统软件由以太网数据传输模块、MOS电阻阵列模块、D/A模块和控制模块组成,实现解析数据包,得到数据图像,完成被测光电设备的定向精度测试。     

外差干涉高帧速采样微位移的测量及误差分析

为提高微位移测量精度,在外差干涉测量原理基础上分析了非线性误差、激光稳频性及位相细分度等误差源.利用PhantomV12.1超高速数字摄像机对外差干涉采样,从采样图像灰度分布相关系数的周期性变化测量位移及其精度.结果表明：采样帧速与外差干涉位移分辨率成正比,高帧速采样能够降低变速运动及采样误差对测量精度的影响.在匀速微动条件下帧速低于1000FPS时精度提升显著,误差随被测物运动速度增加而变大.     

端面抽运光离轴对固体激光器输出特性的影响

为了研究端面抽运光离轴抽运时,抽运光离轴量对激光器基模输出性能的影响,讨论了端面抽运的基本理论,数值计算了离轴抽运光与振荡光的交叠积分,得到了抽运光离轴量与激光器基模输出性能的关系曲线.表明在抽运光离轴量小于0.1 mm时,抽运光离轴量对激光器基模输出性能的影响较小;当抽运光离轴量大于0.1 mm时,激光器输出功率、斜效率随抽运光离轴量的增大而快速减小.     

激光干涉条纹锁定系统的设计与实现

为测量λ/4波长以下位移,研制了激光干涉条纹锁定系统。将干涉仪的工作点稳定在暗点,使其具有线性好和灵敏度高等优点。该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路、位移反馈执行机构（压电陶瓷）,以及数据采集系统组成。实验结果表明,所研制的干涉条纹锁定系统在0～0.5 Hz的频带内,其干涉仪的分辨度达到λ/1 500水平;而在0～50 Hz的频带内,其干涉仪的分辨度达到λ/400水平。频谱分析表明,在0.1 Hz和5 Hz时的分辨度分别为7×10-11 m/Hz^1/2和1×10-11 m/Hz^1/2。     

扫描共轭显微镜探测位置的研究

本文研究了扫描共轭显微镜的探测位置稍微偏离光轴时显微镜三维变换函数的变化 ,以及对显微镜成像效果的影响。理论分析结果与有关实验一致     

改性沥青荧光显微观测样本制备方法

针对目前改性沥青荧光显微观测中观测样本制作手段的多样、不规范性,在通过运用荧光显微镜观测多种样本制备方法所得样本的基础上,全面分析了样本制备过程中添加盖玻片、玻片底面加热等常用手段对改性沥青荧光显微观测结果的影响。结果表明:保证样本不受外力和温度等扰动是获得改性沥青荧光显微真实形态结构的必要条件;样本表面平整是改性沥青荧光显微形态图像能得以有效获取的前提和基础;样本定量、定形是保证改性沥青荧光显微形态结构重现性好的有效途径。提出了保证改性沥青荧光显微形态重现性、稳定性好的样本制备方法。     

近场扫描光子显微镜尖端制作的正交设计

利用正交设计试验方法，找到了利用化学腐蚀法制作 近场扫描光子显微镜尖端的影响因素及在素的最佳状态，利用正交设计试验所得结果，可制造曲率半径小于１２０ｎｍ的尖端。     

Establishment and Error Analysis of Model of Interference Fringe Contrast for Laser Tracing Measurement Optical System

激光追踪测量光学系统条纹对比度模型的建立及误差分析

陈洪芳^*,孙梦阳,马英伦,汤亮,王煜,宋辉旭

（北京工业大学,材料与制造学部,北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心,北京 100124）

摘要：

本文提出一种激光追踪测量光学系统光学元件性能非理想及放置误差对条纹对比度影响的分析方法。基于激光追踪系统的测量原理,建立了激光追踪测量光学系统干涉条纹对比度的综合模型。基于ZEMAX的仿真结果验证了该模型的正确性。仿真结果表明,检偏器的放置角度对干涉条纹对比度有直接影响。当检偏器放置角度从65°增加到85°时,干涉条纹对比度从0.9996降低到0.3528,干涉条纹对比度降低了65%。当干涉光路中的分光镜BS1的分光比为5:5,分光镜BS2的分光比从2:8变化到8:2时,光电探测器接收到的干涉信号条纹对比度增大,但BS2反射到PSD上的入射光强减小。实验验证了该影响的显著性,当BS2分光比增大时,干涉条纹的对比度增大。同时由于BS2分光比的变化导致PSD的入射光强减弱,追踪系统的响应时间增加了23.7ms。这导致激光追踪测量光学系统的追踪性能下降。本研究为评价和提高激光追踪测量系统的精度和可靠性提供了重要的理论依据。

关键词：干涉条纹,对比度,激光追踪测量,高精度测量,ZEMAX

     

Holographic Deformation Measurement by a Spatial Carrier Fringe Technique

A carrier fringe techrtique for measuring surface deformation is described and verified by experiments. In contrast to conventional holography and fringe analysis, this holographic system is based on fibre optics and automatic spatial carrier fringe pattem analysis techniques Single-mode optic fibres are used to transfer both the object and reference beams. Carrier fringes are generated by simply translating the object beam between two exposures The Fourier transform is applied to the carrier fringe pattern to convert it to the spatial frequency domain, where it is processed The results are given for a centrally loaded disk, including a 3-D perspective plot of the out of plane deformation field, phase map, grey level map and contour map.     

液晶器件作为全息记录介质的参数研究

利用空间光调制器液晶器件（LCD）代替全息干板实时再现全息图像.LCD的相对低分辨率对全息再现像质产生一定影响.以菲涅尔全息为例，分析了LCD空间分辨率和全息条纹频率之间的关系.为保证衍射再现像分离、充分利用LCD带宽和提高系统分辨率，讨论了计算全息对参考光角度、物体尺寸和物体计算距离的要求，得到了参数的合理取值范围，并比较了在不同参数下的实际再现结果，验证了理论分析的正确性.     

干涉云纹的光栅法

利用激光为光源,借助于光栅产生的光的衍射现象,实现了一种新干涉云纹法。该方法原理清楚,光路简单,而且是非接触式的。由于是干涉云纹,其测量精度可以很高。另外一个重要特点是,它对试件栅栅线的反差要求不高,故可以用在氧化情况严重的金属高温热应变的测量中。     

叠透镜干涉特性的理论分析与实验研究

利用重叠二透镜来产生的光的干涉，在干涉状态与条纹特性方面具有明显的特点，本文对其干涉特性进行了详细的分析，并提出了实验现出方法及结果．对产生叠透镜干涉的几种方式也作了论述     

微分干涉相衬显微镜中Nomarski棱镜设计

研究了Nomarski棱镜的设计理论和方法,分析了Nomarski棱镜的分束角、相干平面位置、相干平面倾角与棱镜各参数之间的相互关系,在此基础上获得了一个实用的Nomarski棱镜设计结果.