条纹周期动态可调的通用型干涉仪

提出一种新型结构的通用型干涉仪,用于实现不同结构、不同形状的光学透镜、光学晶体等元件的快速目视观察与精确测量。该干涉仪利用可相对旋转的双光楔对条纹周期进行动态调制完成实时检测。以两块雅敏干涉平板为主体结构,在双光路中各自放入一对楔角完全相同的光楔对,建立条纹周期和条纹倾斜方向与光楔对相对旋转角度之间的关系,并采用光学晶体畴反转实时检测验证干涉仪的测量性能。试验结果表明,干涉仪的相位检测精度约为0.2 rad(λ/30),条纹周期(一对黑白条纹)为0.105~5.993 mm/pair,光路中光楔对的相对转角可在0~179°调节。干涉仪具有完全对称的光路结构,由于较高的稳定性和抗干扰能力,可针对不同类型光学元件的结构特点进行条纹周期的实时调制,并可达到较高的检测精度。     

楔块调整式Talbot干涉仪的光学设计

为改变光纤光栅的写入Bragg波长,研制了包括一块相位模板和两块紫外反射平面镜的楔块调整式Talbot干涉仪。在写入光纤Bragg光栅的过程中,通过调整两平面镜的反射角度可改变由±1级衍射光束经两平面镜反射后形成的干涉条纹的周期。最后,放置在可调谐干涉区的光纤就可刻写成具有不同写入Bragg波长的光纤光栅。值得注意的是通过选择不同倾斜角α的楔形块,决定了光纤光栅的写入Bragg波长的改变率和干涉条纹棱脊位置的位移率。     

共路剪切条纹扫描干涉仪

本文论述共路剪切扫描干涉仪原理,提出两种共路剪切干涉系统及一种新的条纹扫描方法。该干涉仪能有效地对光学表面、透镜进行精密检测,特别适用于光学非球面的检测,电适用于在没有严格环境控制的加工现场,对光学元件进行实时检测。     

单频激光干涉仪条纹调节机构和光栅莫尔条纹调节机构介绍

本文叙述了一米长光栅刻划机中激光干涉仪双光楔条纹调节机构、便携式单频激光干涉仪中弹性浮动条纹调节机构和几种光栅莫尔条纹调节机构的设计原理和使用情况,这些机构的应用,对单频激光干涉仪和光栅传感器的研制有较大的作用。     

恒光强扫描干涉光刻条纹锁定系统设计

为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计.首先,介绍了扫描干涉光刻中干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统原理方案,并设计实现了恒光...     

半导体双波长透射式红外干涉仪的研制及应用

采用635nm波长半导体可见光激光和10.5μm波长半导体红外激光作为干涉光源,设计了635nm和10.5μm双波段共光路透射式红外干涉仪,实现了可见光波段干涉测试与红外光波段干涉测试共光路,且双光路共用可见光对准。双波段共用机械式相移系统,并采用635nm测试光分段驻点标定10.5μm测试时相移器的长行程误差。研制的双波长红外干涉仪系统的红外测试精度达到PV优于0.05λ,RMS优于0.02λ,系统重复性RMS优于0.001λ。采用该干涉仪测试口径为400mm×400mm,离轴量为800mm的离轴非球面,得到边缘最大偏差值为21.9μm,能够实现大口径离轴非球面从粗磨到精磨高精度加工面形的全过程干涉测试。     

剪切干涉图判读计算程序

作为检测光学系统和光学元件质量的横向剪切干涉仪是一种值得推广、使用的仪器。近年来,它受到许多光学工作者的重视。但其还存在着波面变形量与干涉条纹变形量不一致,剪切干涉图的判读较为麻烦等问题。本文介绍了一种ZWC—1剪切干涉图,它判读计算程序仅需输入三个基本已知量(剪切宽度、干涉条纹宽度和数量),就可自动定出各参考点的位置,并计算出干涉级次,程序用于计算干涉条纹的变形量和被检测波面的变形量及打印出被检测波面变形量曲线了。文内提供了检测原理的数学模型,较为详细地叙述了如何在已获得的剪切干涉图上确定各参考点的位置及其干涉级次的两种计算方法,例举了程序的使用并给出其程序框图。     

用于绝对距离干涉计量的3.39μm双波长红外拍波干涉仪的研究

本文在简要介绍绝对距离干涉计量逐级精化原理的基础上,详细阐述了3.39μm 波段双线He-Ne 激光两级合成波长组成方案,分析了3.39μm 双波长红外拍波干涉仪的工作原理,给出了系统布局和有关的实验结果。精度分析表明,3.39μm 双波长拍波干涉仪的拍波干涉条纹尾数测量精度优于1.6×10~(-3)。     

迈克尔逊干涉仪实验及其效果

在迈克尔逊干涉仪实验中,设计了一些相关的可定性观察的内容,如单色光、复合光时空气楔条纹的观察,拍的观察,光学玻璃折射率不均匀性观察等,开拓了学生的思维,提高了学习兴趣,取得了较好的效果。     

基于LabVIEW的光纤傅里叶变换光谱仪数据处理技术

为了提高编程效率与增强光谱仪数据分析处理能力,结合LabVIEW软件在信号处理方面的优势,利用虚拟仪器技术实现了光纤傅里叶变换光谱仪干涉图处理与光谱复原。采用均匀抽样算法,利用由光纤Mach-Zehnder干涉仪输出的参考光干涉图过零点取样,实现对测试光干涉图的等光程间隔采样,消除了由压电陶瓷非线性光程调制引起的误差。采用求摸法复原出光谱图,自动消除了相位误差。利用LabVIEW软件完成了对宽带ASE光源的干涉图数据采集、显示与处理并最终得到光谱图。结果表明,与光栅光谱仪测得的光谱相比,光谱线型趋于一致。     

3D‐quantum interferometer using silicon microring‐embedded gold grating circuit

A 3D (three‐dimensional) quantum interferometer consisting of a silicon microring circuit proposed. The interferometer based on the electron spin cloud projections generated by microring‐embedded gold grating. The electron cloud oscillations result from the excitation of the gold grating at the center of the silicon microring by the dark soliton pulse of 1.50 μm center wavelength. The electron cloud spin‐down, spin‐up automatically formed in the two axes (x, y, respectively) and propagated along the z‐axis. In this proposal, the sensing mechanism of the circuit is manipulated by varying the reflector gold lengths of the sensing arm. The electron cloud spin coupled and changed by changing the gold lengths. The sensitivity measurement of the 3D quantum interferometer for three gold layer lengths of 100 nm, 500 nm, and 1,000 nm is (47.62 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.01 nm^?1), (238.10 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.002 nm^?1), (476.20 nm fs^?1, ±0.4762 fs^?1, ±0.001 nm^?1), respectively. The used circuit parameters are the real ones that can be fabricated by the currently available technology. Moreover, the silicon micro ring circuit acts as a plasmonic antenna, which can apply for wireless quantum communication. The electron cloud spin projection space–time control can apply for quantum cellular automata.     

‘Open-loop’ tracking interferometer for machine tool volumetric error measurement—Two-dimensional case

The tracking interferometer, or the laser tracker, is a laser interferometer with a steering mechanism to regulate the laser beam direction to follow a retroreflector (“target”). Applying the multilateration principle, it measures the target's three-dimensional position at an arbitrary location in the workspace. Its application to the volumetric accuracy measurement for coordinate measurement machines or machine tools has been long studied. In this paper, we propose the ‘open-loop’ tracking interferometer, where the laser beam is regulated toward the command target position. This eliminates the automated tracking mechanism and thus may significantly reduce the manufacturing cost of conventional tracking interferometers. The objective of this paper is to validate this ‘open-loop’ tracking interferometer concept by investigating its measurement uncertainty both experimentally and analytically. To simplify the problem, this paper focuses on the measurement of the target's two-dimensional position by using a single-axis ‘open-loop’ tracking interferometer prototype.     

干涉法测量直线度的原理分析

分析了激光直线度干涉仪的原理,阐述了在激光直线度干涉仪中用Wollaston棱镜作为感知元件的合理性,证明了系统对光束漂移有自适应性,能够实时消除漂移误差,有较强的抗干扰性。     

折射率修正技术——激光干涉仪技术综述之四

波长误差是激光干涉仪的重要误差源,而折射率的变化直接影响波长精度,本文介绍了激光折射率修正的原理,比较了间接、绝对、相对三种实用折射率修正方法的特点,分析了折射率修正的算法,进而提出一些正确使用激光干涉仪的方法。     

数字横向剪切干涉仪相移技术

由于相移式横向剪切干涉仪相移单元的分辨率、精度等参数直接影响其测试物镜波像差的精度,本文根据相移式横向剪切干涉测试原理,设计了采用宏微复合运动模式的相移组件,该相移组件可在25 mm行程内实现纳米级的相移运动.重点分析了柔性铰链复合四杆结构微动单元初始设计参数间的数学规律,计算了铰链刚度与弱截面应力,并给出了具体的设计实例.采用有限元分析方法,对设计实例中微动单元的相移量与压电陶瓷(PZT)出力之间的作用规律进行仿真,并分析了相移精度.结果显示,PZT在促动力输出范围内可促动0.1 mm～1 nm的一维相移运动,理论精度优于3.5 nm.微动单元的开环标定测试结果表明,相移微动单元的实际精度优于5 nm.     

光纤声发射测量装置的设计

根据法布里－珀罗干涉仪原理,设计一种新型的声发射光纤测量装置。可对高频（４０ｋＨｚ到数ＭＨｚ）、小振幅（≤１ｎｍ）、频振高达数ＭＨｚ的机械振动波实现在线检测。     

超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统

开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了基于Elden公式的系统死程误差建模方法。设计制造了尺寸仅为48mm×48mm×18mm的光栅干涉仪。基于误差模型计算了死程误差,计算结果表明:对于1.52mm死程的光栅干涉仪,宽松的环境波动指标(温度波动为0.01℃、压力梯度为±7.5Pa、相对湿度波动为1.5%、CO2含量波动为±50×10-6)仅引起±0.05nm的死程误差。最后,设计了基于商用双频激光平面镜干涉仪的测量比对系统,开展了光栅干涉仪原理验证实验和测并量稳定性实验。原理验证实验表明:光栅干涉仪原理正确且系统分辨率达0.41nm。测量稳定性实验表明:常规实验室环境下,环境波动引起的死程误差为7.59nm(3σ)@0.9Hz1~10Hz,优于同等环境条件下平面镜干涉仪的31.11nm(3σ)@0.9Hz1~10Hz。实验结果显示系统具有很高的环境鲁棒性。     

Improvement and validity of shock measurements using heterodyne laser interferometer

The improvement and validity of shock measurements using only the laser head (heterodyne laser interferometer) of a commercial laser Doppler vibrometer was investigated by comparing acceleration waveforms measured by a homodyne laser interferometer with those measured by a heterodyne laser interferometer. The acceleration waveforms were generated from the displacement waveforms obtained with a reference quadrature homodyne laser interferometer by applying a numeric differentiation process twice. The differences between the two acceleration waveforms were found to be small with the measurement uncertainty in case of high acceleration level. In a further investigation, the accuracy of the shock measurements taken by the homodyne and heterodyne laser interferometers were compared in computational simulation. The results indicated that the accuracy of the heterodyne laser interferometer was superior to that of the homodyne laser interferometer.     

双液体变焦透镜像差的测量研究

近几年,双液体变焦透镜在其结构、变焦性能和实际应用中已有了长足的发展,国内也开始自主研发设计双液体变焦透镜。在测量法国Varioptic公司的双液体变焦透镜样品焦距的基础上,利用ZYGO干涉仪以及设计相关的光路,测定了透镜样品的像差,了解样品的像差特性。根据实验可得,Arctic 320型双液体变焦透镜在0V、20V、50V和60V时的Zernike多项式系数较小,残余均方根(root mean square,RMS)反应出整个变焦透镜初级像差较小,成像效果较好,为我国研究双液体变焦透镜提供参考和比较。     

双平板分光器在相位细分式激光干涉仪中的应用分析

本文介绍相位细分式激光干涉仪中应用分光器的作用，导出平板作为偏振器件的琼斯矩阵，由此分析双平板分光器的特性及在光路中所起的作用以及对测量结果的影响。