线性调频激光双干涉仪绝对距离测量的研究

提出一种双干涉仪绝对距离方法，利用参考干涉仪的误差补偿作用，有效地抑制了激光器光学特性相关误差源对外腔半导体激光器线性调频绝对距离干涉测量系统的影响，提高了测距精度。文中介绍了测量原理和实验装置，作了误差补偿分析，并给出实验结果。     

实验室里最长的计量标准——我在这头,你在那头

正装置介绍:室内50m长度标准装置是综合光学测量、精密机械设计加工等多种技术的精密测量装置,是浙江省最高等级社会公用计量标准。装置组成:由50m运动导轨平台系统、3台标准激光干涉仪、大长度标准装置环境温度补偿系统组成。装置用途:开展激光干涉仪、     

计算机生成全息图在非球面检测中的应用

本文论述了在泰曼—格林干涉仪上用计算机生成全息图检测非球面面形的原理和方法,讨论了线型全息图的数学模型。利用全息图对一凹抛物面镜进行了检测,并给出了检测精度。     

移相干涉仪环境微扰的外差检测及信号处理

对环境微振动干扰进行补偿可减小移相干涉测量的误差,其中振动量的检测是实现振动补偿的前提。以声光调制器作为光学移频器,在移相式平面干涉仪中组合成外差干涉测振系统,可以实现光程差微小变化(范围为0到1/2波长)的实时检测。在外差信号处理中采用单片RF/IF相位测量芯片直接对两路40MHz模拟信号进行比相,简化了通常使用的数字测相方法,其精确测相的典型非线性值小于1度。用该系统实际测量了周期性振动和地面冲击振动对干涉仪的影响,获得了干涉仪所受微振动的幅度和相位。     

TALBOT干涉原理与微小位移测量研究

本文从光波传播理论出发,运用近代光学和几何光学原理讨论了广义TALBOT 效应;用莫尔偏转技术讨论了 TALBOT 干涉仪原理;以此建立了测量微小的 TALBOT 干涉仪数学、物理模型。比对测量表明测量原理正确、可靠。     

电视技术在微小尺寸测量中的应用

本文介绍由光学显微镜、电视摄象系统和微处理机组合而成的BCM5-1T型电视测量显微镜。采用高频脉冲计数、光标测量区域指定、自动阈值、系统非线性的计算机数字补偿等技术措施,实现了在较大视场范围内微小尺寸的高精确度测量。     

纳米计量与分子坐标测量机系统设计（2）

NanmetrologyandMolecularMeasuringMachineSystemDesign（2）WangJia4分子测量机计量系统STM和AFM均不是计量型仪器，而是作为位置传感器。分子坐标测量机必须采用能够溯源的超高分辨率激光外差干涉仪作为测量参考基准，并测量探针和样品之间的相对运动。激光外差可采用塞曼频率分裂，多模激光器或声光电光调制原理。干涉仪采用了光学8倍频。用相位计从时间间隔分析器中计算相位，其时间分辨率为200pa，电子细分技术实现1000细分。干涉仪的分辨率为0．075um。获得高精度的主要障碍是激光器和干涉仪光学元件中偏振态混合效应和非线性…     

恒星干涉仪延迟线系统地面随机振动响应分析

研究地面随机微振动对恒星干涉仪关键部件-光学延迟线系统性能的影响。利用美国蓝氏(Lansmont)集团生产的SAVER 3X型三轴振动仪实测地面随机振动信号,以输出的G加速度功率谱密度为激励,运用Workbench有限元分析软件计算该结构系统的随机振动响应;根据抛物镜面节点数据拟合出抛物镜面的Zernike多项式系数、抛物镜刚体平移量和抛物镜面PV和RMS值;将Zernike多项式系数导入光学系统中分析光学延迟线系统光学性能;最后利用ELCOWAT 3000电子自准直仪测量抛物镜刚体平移量,分析实际测量结果和计算理论结果偏差。分析计算结果与实验数据最大偏差7.6%,计算抛物镜面形RMS值为9.6 nm,PV值为46.1 nm,波前差为0.043λ。目前的光学延迟线的地面振动满足光学延迟线系统的稳定性要求。使用动态光学性能标准分析判断微振动对系统光学性能的影响程度,为恒星干涉仪其他子系统优化设计和隔振补偿措施提供参考。     

激光全息球波面干涉仪

介绍一种采用全息像差补偿板的激光全息球波面干涉仪。叙述了仪器结构,应用,简要讨论了全息像差补偿原理和实时干涉法中全息图的复位。     

收发分体式四自由度激光测量系统耦合误差建模与补偿

线性导轨广泛应用于精密机床和仪器,其运动精度直接影响所在设备的空间定位精度。针对团队前期研制的收发分体式四自由度激光测量系统可以测量导轨直线度、俯仰角和偏摆角,但其直线度与角度测量结果间存在耦合干扰问题,提出了一种误差建模与补偿方法。根据激光测量系统的原理和结构,分析并确定了耦合误差的主要来源,利用矩阵光学及齐次坐标变换的方法建立了耦合误差的补偿模型。以雷尼绍XL-80型激光干涉仪为基准,对所建立的误差补偿模型进行了实验验证,结果表明:利用所建模型补偿后的直线度和角度测量误差均降低了75%以上。所提出的误差建模与补偿方法不但有助于提高四自由度激光测量系统的精度,同时也有助于降低其成本。     

等厚干涉数字处理系统研究与测量

将CCD和计算机图像处理技术融入到等厚干涉仪测量系统中,实现测量过程自动化,数据处理微机化,降低劳动强度,提高测量效率和测量准确定。     

激光干涉测量中光学窗口受动态压力的影响分析

利用激光干涉仪对动态压力进行非接触测量时,压力腔中常设计光学窗口,目的是在动态压力环境与激光干涉仪间建立光学通道,利用激光干涉法使动态压力能溯源到时间、长度与静态压力上。由于在动态压力环境下光学窗口受到内外压差、温度梯度、振动等因素影响,将直接影响光学测量精度。针对上述问题,通过仿真分析方法,分析在动态压力环境下压力、温度、振动与光学窗口的影响关系,同时通过光学窗口在动态压力环境下试验,研究各影响分量对真实测量结果的影响,可为后续动态压力的校准和测量进行修正和补偿以及其他类似动态压力环境下的光学窗口设计提供依据。     

计算机-光学联合制作宽视角体视全息图

提出了一种用计算机和光学方法相结合制作大视角白光再现全息图方法,该方法充分利用光学方法和计算机制全息图方法的各自特点以达到对任意三维物体的立体图象重构。     

用空间光调制器实现全息再现像的实时重构

针对目前实现大视角数字全息图实时动态再现的难点,提出了一种基于液晶空间光调制器用分时再现原理实现大视角数字全息图实时动态显示的新方法。分析了大视角全息图的计算原理和利用空间光调制器进行分时再现的技术原理,并提出了空间多屏拼接的方法。利用经改造的液晶背投影光学引擎系统设计了实验系统,对计算得到的全息图阵列进行了相应的处理以符合原投影系统RGB信号的传输,处理后的全息图阵列由计算机控制以60Hz的频率输出到光学引擎。实验结果表明,可以观察到大视角全息图的动态再现像。     

自由曲面光学器件检测技术

自由曲面光学器件尽管有其突出的优点,但还远不能进入到现代光学系统的主流中去,问题之一就是精密检测．自由曲面光学器件的检测对于其精密加工不可或缺,并且两者通常具有不可分割的联系．文中阐述了与不同加工阶段相关的自由曲面光学器件检测中的问题和对策．在抛光前后宜分别采用坐标测量机和光学干涉仪,两种方法都存在一些问题有待解决．实际上坐标测量方法是近十几年来自由曲面测量的主流,这方面的研究主要集中于定位、误差补偿及采样策略等问题上．相比之下,自由曲面光学器件的光学测试是一个新的技术,其中不仅是分析软件上的存在问题,首要的还是缺乏适当的测量手段．尽管也可应用专门的轮廓测量仪,但它还存在诸多限制．结合子孔径拼接技术的干涉仪在某些自由曲面光学器件的测量中前景良好,不过对于更复杂的曲面,它同样无法进行测量．     

平面光学元件平面度动态干涉拼接测量

开展了基于动态干涉仪的平面光学元件平面度干涉拼接测量,并研究了影响测量和拼接的主要误差。用二级减振的方法来抑制环境中振动的影响;根据允许的变化条纹数来控制二维移动平台导轨精度。建立了以ZYGO公司的DynaFiz干涉仪为子口径采集仪器的干涉拼接系统,开展了单口径平面度测量及拼接实验,完成了200mm×300mm 平面光学元件的平面度测试,并与大口径干涉仪所测试的全口径测量数据进行比对,拼接结果的10次实验均方差为0.001λ(λ=632.8nm)。     

用空间光调制器实现全息再现像的实时重构

针对目前实现大视角数字全息图实时动态再现的难点,提出了一种基于液晶空间光调制器用分时再现原理实现大视角数字全息图实时动态显示的新方法.分析了大视角全息图的计算原理和利用空间光调制器进行分时再现的技术原理,并提出了空间多屏拼接的方法.利用经改造的液晶背投影光学引擎系统设计了实验系统,对计算得到的全息图阵列进行了相应的处理以符合原投影系统RGB信号的传榆,处理后的全息图阵列由计算机控制以60Hz的频率输出到光学引擎.实验结果表明,可以观察到大视角全息图的动态再现像.     

基于LMS算法的移相干涉仪环境振动控制器

环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱动PZT光学移相器对振动引起的光程差(或波前相位)变化进行实时补偿。通过这种闭环控制,系统能够对幅频积小于100waves*Hz的环境振动进行有效补偿,实验中获得了稳定的移相干涉条纹,保证了光学测试的正确性。     

精确设定瑞利干涉仪补偿器的偏转角

瑞利干涉仪是测量液体、气体折射率的精密仪器,但补偿器的偏转位置直接影响测量精度。从测量补偿器不同偏转角对应的光程差出发,对最佳补偿范围进行了测试,结果表明,补偿器的最佳初始位置与水平方向的夹角为30°,最大补偿角为5°。为瑞利干涉仪的准确测量提供了实验参数。     

双波长激光量块干涉仪研制

本文介绍了双波长激光量块干涉仪的工作原理,详细描述了仪器的光学,机械设计以及干涉图象处理和量块中心长度自动判读技术,该干涉仪满足1等量块的测量不确定度要求,目前已用于高等级量块的自动化测量。