运用ASAP光学软件模拟单轴晶体的锥光干涉

为了模拟不同光轴取向、光束发散角、晶体厚度或入射波长等参数下的单轴晶体锥光干涉,在 ASAP中定义起偏器、晶体、检偏器和接收屏的几何形状和光学特性,产生一组锥状高斯光束并设置其相干性和波动性,进行光线追迹、计算并显示接收屏上的干涉场能量分布。所得模拟结果表明,光轴与晶体表面垂直时,干涉条纹是 1组以光轴为圆心且被十字分割的内疏外密、明暗相间的同心圆环;平行时,是 2组分别以光轴的平行和垂直方向为对称轴的、内疏外密、明暗相间的双曲线;既不垂直也不平行时,条纹特征因光轴取向而异;当增大发散角、晶体厚度或减小波长时,干涉条纹都向内移动且条纹数增多,反之亦然;起、检偏器正交时的干涉条纹都和它们平行时的条纹互补。     

会聚偏光干涉测量晶体双折射率

光轴平行表面的晶片的会聚偏光干涉对晶体的双折射率非常敏感。干涉图的对称中心对应于正入射光线,双折射率正比于此点的干涉级md,md的小数部分主要由中央暗条纹的位置决定,md的整数部分由自洽的办法求出。干涉条纹可以用双曲线很好地拟合,使干涉图特征点的提取更为精确。用不同厚度的铌酸锂晶片作了测量,双折射率不确定度为1×10-4。     

压电参数的光反馈干涉测量方法

研究了光反馈自混合干涉现象,建立了干涉法测量形变的原理,从而提出了一种基于光反馈干涉效应测量压电应变常数的方法.设计了梯度迭代算法,由实验数据提取被测压电器件的应变量.用一种已知参数的压电器件对此方法进行了验证,测试结果与参照值误差不超过5%.光反馈干涉测试系统所需光学元器件少、结构紧凑,既能用于实验室也能用于工厂车间.     

干涉图数据处理的一种方法

介绍一种以计算机技术和光电技术相结合的干涉计量方法。该方法可将干涉条纹以Ｗｉｎｄｏｗｓ位图格式采集存入计算机，通过软件对干涉图形进行处理，给出被检波前或被检光学面的解析表达式，这是一种精确的定量分析方法。     

三维表面轮廓的白光干涉垂直扫描测量方法的研究

基于白光干涉垂直扫描轮廓测量原理,研制出一种以6JA干涉显微镜为基础,配合自带计量衍射光栅测量系统的精密垂直位移工作台,从而实现大范围、高精度三维表面轮廓测量的方法.实验结果表明,采用白光干涉垂直扫描轮廓测量方法,可满足测量解析度及精度达到纳米等级的同时,其垂直测量范围可达80μm的三维表面轮廓测量要求.     

用于线宽测量的偏振干涉共焦显微测量方法

提出一种融合共焦显微技术和偏振干涉技术的偏振干涉共焦显微测量方法。利用共焦技术进行准确的焦点定位，以获得最佳的测量光斑；同时，利用照射到台阶边缘的不同偏振方向(平行和垂直于台阶边缘)的线偏振光反射后产生的相位变化不同这一特性，进行边缘定位。相位变化是利用外差干涉测相的方法得到的。这一系统完全符合共光路原则，有很强的抗干扰能力。利用该系统对标准线宽样板进行了测量，测量结果与中国计量科学研究院用原子力显微镜测量的结果，以及厂商提供的可溯源到美国NIST光学线宽标准的测量值都符合的很好；还对同一刻线进行了5次重复性测量，其极限偏差为20m。     

光干涉绝对重力仪衍射修正

针对绝对重力仪的衍射修正进行研究计算。在光干涉绝对重力仪测量原理基础上,分析并得到激光的高斯特性给重力加速度测量带来的影响。利用90/10刀口法测算激光特性参数(束腰半径),推算得到光衍射(激光的高斯特性)引入的重力加速度值相对修正量。结果表明:激光束腰半径为1.158 6 mm,使用该高斯激光束给重力加速度值引入的偏差,其相对修正量为7.56×10^-9。该方法适用于光干涉绝对重力衍射修正量的计算。     

光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正

光干涉型甲烷测定器是强检计量器具之一 ,用于对矿山、工厂的甲烷、二氧化碳等气体的测定。此仪器在修理中最困难的是寻找干涉条纹。根据本人多年调修的经验 ,现将引起干涉条纹消失、弯曲、模糊等问题的处理方法介绍如下 :一、在寻找干涉条纹之前 ,先检查下列部分 :（１）检查开关和线路是否畅通 ;（２）检查灯泡是否良好 ,灯丝位置是否适当 ;（３）仪器内部的各零件是否紧固。各部分检查完好后 ,接通电源 ,使灯丝位置与光栏平行 ,而且使灯泡发出的强光恰好通过光栏 ,投射到平面镜上。此时用一张长４０ｍｍ、宽１０ｍｍ左右的洁白硬纸条 ,放…     

磁性液体倾角传感器研究

利用永磁体在磁性液体中悬浮的特性,提出了一种新型一维倾角传感器,给出了该传感器的工作原理,设计了传感器样机。采用实验方法测试两个永磁体间磁斥力曲线,并据此确定传感器主要结构参数和特性参数,得到其倾角检测灵敏度表达式。设计了传感器中运动部件的位移的检测电路及转换电路。实验结果表明,当倾角在-18°～18°之间时,输出电压与倾角间成线性关系,其分辨率为0.04°;当倾角在18°～90°（-18°～-90°）之间时,输出电压与倾斜角的关系为非线性关系,且分辨率逐渐降低。该传感器结构简单,无磨损部件,为倾角测量提供了新的途径。     

一种液体折射率的薄膜干涉测量方法

理论分析表明在镀有金属分光膜的玻璃介质和金属介质构成的几何楔形成的斐索干涉条纹中,相长干涉并不位于相邻的两相消干涉的中央,而是存在一明显偏移,这一偏移与引入几何楔中待测液体的折射率相关.基于该原理,提出了一种新的折射率测量的方法,并对该方进行了实验验证.该方法不需要利用标准液对光学几何量进行标定,测量范围广.     

直角棱镜干涉测角法的研究

干涉法不仅能测量直角棱镜的|△90°|和塔差|γA|,而且能简便精确地测量△90°、△45°和γA.这些会给光学冷加工在角度修改时带来方便.本文叙述了测量的原理和方法.     

通过采样测量技术建立相角基准的探讨

提出将两个电压采样信号数据做DFT，并采用适当的算法以提高DFT的计算准确度，由此得到的两个电压信号的相角差能满足溯源的要求，即采样测量技术可用来建立相角基准。进行了理论分析和试验验证。初步试验结果表明，本方法与传统方法相比，两者的差值在10μrad以内。     

一种光纤式干涉型长度测量系统的建立

本文介绍利用光导纤维相位调制及双光束干涉原理，建立了一种长度测量系统，并对测量系统进行了分析和研究。     

基于CCD的临界角检测法精度研究

介绍基于ＣＣＤ的临界角检测法以及精度分析。讨论了光强分地精度的影响,提出了截断点选择要求。有关的分析可以用于液体折射率测量研究。     

一种基于Matlab的干涉条纹自动处理方法

对接触式干涉仪量块检定时产生的两种干涉条纹进行了研究,图像整体采用傅里叶级数曲线拟合法,实现干涉暗条纹大致定位.局部采用最小二乘二次曲线拟合法,确定干涉暗条纹中心的精确位置及暗条纹个数.利用Matlab和VC平台进行编程,快速有效地实现了干涉条纹中心位置的自动判读. 该方法已应用在中国计量科学研究院接触式干涉仪的量块检定中.     

干涉角度显微测量提高光子相关法空气声声压测量精度研究

在光子相关法测量自由场空气声声压中,光束夹角的准确测量影响着测量声压结果。提出了采用显微放大成像方法,利用CCD测量干涉区条纹间距,从而得到更为精确的光束夹角。首先,通过仿真分析高斯光束干涉条纹间距均匀性对光束夹角测量的影响,优化了声场测量的光路结构;然后,使用标准分辨率板对CCD显微成像的放大倍率进行标定并实现了干涉角度测量;最后,构建了光子相关法自由场空气声声压测量的实验系统。实验结果表明,相比于测量光的空间传播距离等传统三角方法获得的光束夹角,该方法得到的光束夹角提高了空气声声压测量的精度。     

MEMS微结构旋转角度的快速测量方法

可运动的微结构是MEMS器件的重要单元,其运动特性与器件的性能和可靠性是密切相关的.针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,提出一种微结构旋转角度的快速测量方法.该方法利用运动微结构上普遍存在的释放工艺孔结构作为目标特征,对其中两个释放工艺孔的图像特征分别求取质心和两质心连线的斜率,最后比较运动图像序列中质心斜率的变化,得到各运动状态下的旋转角度.实验结果表明,该测量方法的运算时间小于0.5s,角度测量分辨率可达到0.01°.     

基于多电容传感大型主轴圆度的精密测量

为解决大型轴类零件圆度形状的高精度在线测量问题,研究了一种基于多电容传感、非接触式圆度形状测量系统,可现场测量直径达800 mm的精密主轴。介绍了大直径精密回转工作台的主轴圆度形状测量方法,分析了多测头三点法的误差分离技术,详细阐述了精密电容传感器的测量原理和系统的结构及数据评价方法。与高精度的圆度形状测量仪比较的实验结果表明,该测量系统的示值误差优于0.1 μm,重复性优于0.05 μm,能够满足现场测量要求。     

基于FPGA的逐次逼近算法实现激光干涉信号细分

为了实现激光干涉测量中信号的高速度、高精度细分,对正切细分算法中的除法运算进行了改进,采用逐次逼近算法替代使用较多的移位相减算法。实验证明逐次逼近算法比移位相减算法运算速度更快、资源占用较少。更适合FPGA信号细分高速度、高精度要求。