测量大型机件的精密测距仪

一种采用激光拍频干涉原理,测量大尺寸机械零件或构件的高精度测距仪系统已研制成功。它的特点是用双纵模He-Ne激光为光源,无需任何参考频率标准,稳频精度在室外有风的环境下优于1×10-7。两个纵模的激光出自同一谐振腔,因而自然同轴,其拍频约为790 MHz,拍波长约380 mm。此系统以节点为对准标志,最临近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统干涉仪测量,干涉仪分辨率为0.08。无需长导轨或任何重型机械构件,测量范围0~20 m。采用自适应滤波和小波分析,消除噪声、锐化波形,使测量的不确定度30 μm/10 m。     

石油机械大尺寸零件精密测量装置研究

研究了一种可用于工业现场进行大尺寸零件精密测量的装置.该装置以有高稳定性和强抗干扰能力(室外时频率稳定性可达10-7)的双纵模热稳频He-Ne 激光器为光源,其拍频频率约为790 MHz ,拍频波长λ约380 mm,拍频波长为测量基准;以拍频波节点为对准标志, 最邻近节点到被测点的尾数间距x1,x2用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量,分辨率为0.08 μm的方法来进行大尺寸L的测量 .测试表明,此装置具有很好的环境适应性和同类仪器中最高的频差稳定度.整个测量系统可在0～20 m 范围内工作,测量不确定度优于±30 μm/ 10 m .对石油机械大尺寸零件测量的环境性和高精度性研究具有重要意义.     

大角度激光干涉测角方法研究

传统激光干涉测角方法,大多采用迈克尔逊干涉仪光路或其变形,将角度测量转变为光程测量。但传统干涉测角方法测角范围通常很小,一般在±5°之间。后来虽然做了改进,但测角范围也只到95°(-45°～+50°)。在分析了传统干涉测角方法优缺点的基础上提出了一种新的干涉测角方法,在不降低系统灵敏度的前提下,测角范围极大提高,可到180°(±90°)。     

双坐标激光位置测量系统的研制

介绍了一套为亚微米级超精密金刚石车床在线测量而研制的双坐标频激光干涉位置测量系统。在此测量系统中以双频激光干涉测量仪作为测长仪器。本测量系统中还包含了数据采集系统、快速数据通讯系统和空气参数误差补偿系统,为提高该激光测量系统的精度还采用了激光的稳频措施,由于该测量系统具有很高的测量精度和较高的测量频响,它完全能满足所研制的亚微米级超微密金刚石在线位置测量的要求。     

一种用于对长直导轨的微小不平度进行动态测量的方法

探讨了一种能对长直导轨的微小不平度进行高精度实时测量的新方法．其原理是用一个光栅与激光干涉条纹组成莫尔条纹，利用莫尔条纹的放大作用将干涉条纹在微小角变下的微小移动放大几千倍，从而大大提高了测量灵敏度，使测量精度提高到０．５″．     

基于激光干涉测振技术的压电陶瓷蜂鸣片质量监控

利用激光干涉技术和干涉条纹大小数拟合计数软件处理方法,研究测量低频微小振动,开展压电陶瓷蜂鸣片质量监控研究。介绍了基于激光干涉技术的振动测量研究方法,分析了压电陶瓷蜂鸣片在正弦电压驱动下,不同初始干涉光程差、不同振幅的振动产生的干涉信号及干涉条纹大小数拟合计数软件处理方法;建立了迈克尔逊干涉测振系统,运用干涉条纹大小数拟合计数软件方法,对不同正弦电压驱动的压电陶瓷蜂鸣片微小振动进行了测量。研究表明,基于大小数拟合计数软件方法的激光干涉测振技术可以有效测量微小振动,为压电陶瓷蜂鸣片质量监控提供一种有效手段。     

基本物理常数研究的新进展和光梳技术

简述了自1999年以来激光频率测量技术出现的重大突破,用飞秒锁模激光可以直接测量激光频标的绝对频率值.近年来,激光频标得到了迅速发展.在发展这项研究和技术中,真空波长和频率的精密测量有着密切的关系.为了适应研究工作的需要,研制了高精度激光波长计,测量真空波长的准确度可达2×10-8的量级,同时研制了飞秒锁模激光的测频装置,目前的测量精度可与小銫钟的精度相同.     

基于单频正交线偏振光的激光波长直接测量方法

提出了一种激光波长的直接测量方法,将对未知波长的测量转化为干涉条纹信号整周期计数和两路干涉信号相位差的测量,不需要参考光源,能实现激光波长的大范围高精度连续直接测量。介绍了系统的光路结构和激光波长直接测量原理,设计了基于FPGA的整数干涉条纹计数和小数干涉条纹相位差测量的干涉信号处理方法。对He-Ne激光器测量实验结果表明:激光波长测量误差小于0.27pm,测量不确定度为4.5×10-7,由此验证了该方法的可行性以及干涉信号处理方法的有效性。     

多波长激光干涉计量学的逐级精化理论

给出了多波长激光干涉计量的逐级精化理论、级间过渡条件、向单波长干涉计量过渡条件、合成波组合条件等,论证了一系列激光器可用于近代多波长干涉计量,在理论上和实用上都具有重要意义。     

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.     

基于光电技术的炮弹径向尺寸测量系统的研究

针对传统测量尺寸较大的炮弹径向尺寸的方法存在响应速度慢、精度低、可靠性低等问题,提出一种基于光电技术的炮弹外径测量系统。该系统采用移动遮挡式激光扫描测量法,首先由测量头水平和升降运动装置完成对炮弹的扫描,然后由线阵CCD采集数据后送入单片机进行处理得到测量结果。最后对影响系统测量精度的误差来源进行分析。结果表明,该系统能有效地实现对炮弹不同部位的径向尺寸的非接触精确测量,可以达到0~250mm的测量范围和±5um的测量精度,可广泛适用于多种型号炮弹及回转类工件的外径测量。     

Multiwavelength erbium-doped fiber laser exploiting intracavity polarization inhomogeneity

Simultaneous multiwavelength lasing is demonstrated exploiting intracavity polarization in-homogeneity in an erbium-doped fiber laser. Experiments indicate that polarization hole burning can be enhanced by the changes of optical MQW waveguide bias current and the polarization states in the laser cavity. Ten wavelengths with 0.9 nm spacing are generated at room temperature.     

激光稳频技术的新发展

本文着重介绍精密计量行业中运用的Ｈｅ－Ｎｅ激光器的稳频技术，并综述了Ｈｅ－Ｎｅ激光器单模、双模稳频技术的现状和发展动向以及新兴的半导体激光器稳频技术．     

单脉冲互相关累积法在激光脉冲远程测距中的应用

从脉冲激光微弱回波信号的统计特性出发,基于单脉冲自相关法和脉冲串互相关法在远程激光测距中的局限性,提出了单脉冲互相关叠加的方法。即先对回波信号进行互相关运算,然后对某一个时间段内已进行互相关运算的回波信号进行多次叠加运算,直到强度满足阈值要求。通过该方法可以有效抑制噪声,提高信噪比,且提取的信号保留了原始信号的基本细节信息,降低了误警率。通过实验,将原不足300m的激光脉冲测程提高至1000m,有效提高了测程。     

环形腔激光器加速寿命试验和特征寿命的计算

恒应力加速寿命试验是快速获得电子元器件失效数据、测量其寿命的有效方法.将该方法用于环形腔He-Ne激光器产品,根据环形腔激光器失效概率试验数据的分布特征,提出了一种先验分布函数,并由加速寿命方程出发,导出了计算环形腔激光器特征寿命的公式.对环形腔激光器产品试验数据进行了处理,精确地估算出环行激光器产品的寿命,极大地缩短了试验周期.     

一种基于ZnO随机激光的采集与解调系统

针对目前随机激光的选模研究状况,根据光纤光栅的反射特性,采用光纤光栅阵列结构设计了一种可调谐的紫外激光器的采集与解调系统并进行了相关实验。通过实验结果可以看出该系统可以通过计算机扫描电压调节PZT驱动参考光栅,较理想地实现随机激光器的单模输出,系统的波长解调精度可达5 pm以内。该系统的提出,是随机激光和可调谐紫外激光器研究中的一种很有价值的尝试。     

高精度七米激光测长机的误差补偿技术

简要介绍一笔者研制的大型计量测试仪器－“高精度七米激光测长机及其计量管理系统”的工作原理，详细地介绍了其测量过程中采用的误差补偿技术并进行实验验证。     

缩短自由电子激光放大器饱和长度的研究

缩短自由电子激光器中的束-波互作用饱和长度,能够有效地降低加速器、摇摆器以及整体器件的成本。为探索缩短束-波互作用饱和长度的途径,本文作者采用非线性数值模拟方法,研究自由电子激光放大器中关键参数对束-波互作用饱和长度的影响。以一种红外自由电子激光放大器为例,对摇摆器磁场振幅在3 000 Ga做±10%较大调整,对应的饱和长度5.92 m,仅缩短0.11 m(减少不足2%); 通过对摇摆器周期、电子束能量、激光波长的搭配进行优化,当摇摆器周期为3.8 cm、电子束能量为105 MeV、激光波长为853 nm时达到最优,使饱和长度缩短到4.35 m(减少26.5%)。结果表明:摇摆器振幅对饱和长度的影响不大,但电子束能量、摇摆器周期、激光波长三者之间的恰当匹配至关重要,可明显缩短对应的束-波互作用饱和长度。       

用于研究剪切场下聚合和共混体系相结构的激光散射分析系统

基于各种高分子共混体系具有不同的偏光和散射性质,研制成一种激光散射分析系统。光源为可变偏振面的He-Ne激光,可旋转的压玻片能对被侧共混体系施加剪切力。采用高分辨率的CCD摄象机接收光散射信号,并开发了集数据采集显示和分析于一体的软件体系,实现了对高分子共混体系相结构的分析研究。     

激光-CCD大尺寸几何量测控仪的研究与试制

用CCD测外径、厚度、宽度等几何量具有自扫描、高分辨率、高精度、非接触和稳定性好等一系列优点。本文就使用CCD对大尺寸几何量的测量进行了深入的探讨,提出了分裂式结构及双路分光的光学系统,给出了简单的计算公式。对利用He-Ne激光作为CCD光源也进行了分析。