激光─多普勒弹射冲击加速度校准方法

介绍了采用激光─多普勒偏振于涉系统绝对复现大位移、宽脉冲的冲击加速度量值的方法，说明了干涉系统的构成及原理。这种方法适合于长距离干涉测量和动态干涉测量。     

振幅分割无掩模激光干涉光刻的实现方法

无掩模激光干涉光刻中的分束方法一般有波前分割和振幅分割。研究和比较了振幅分割无 掩模激光干涉光刻方法和系统,包括振幅分割双光束干涉系统、三光束干涉系统、液浸式深紫外干涉系统及全自动干涉光刻系统。建立了双光束双曝光干涉光刻实验系统。模拟和实验结果表明,对点阵或孔阵图形,在同样的图形尺度下,无掩模干涉光刻比传统光刻简单得多。     

一种新型单频激光干涉系统的研究

这种单频激光干涉系统采用共光路设计布局,通过偏振分束器以及1/4波长片等光学器件对干涉条纹进行空间移相,提取相位依次相差90°的三路干涉输出信号,进行比较放大,解决了常规单频激光干涉仪中的光强“零漂”问题。利用共模抑制技术,提高了干涉系统的测量稳定性和重复性。采用光程差放大技术,提高了干涉系统的分辨力。     

串连差分白光干涉法测量金属极薄带厚度

利用白光作为光源的干涉仪(WLI)克服了单色相干光干涉相位不确定,不能够进行绝对测量的缺点,本文设计了一种串连差分白光干涉(DMLI)测量极薄金属带材厚度的新系统.该系统的特点是由两个迈克尔逊干涉仪(MI)串联组成差分干涉系统,两个干涉仪的测量反射面由薄带的两个对应表面承担,干涉系统的最后输出信号只与薄带的厚度有关,而与薄带在测量光路中的位置无关.理论分析及实验结果表明,该系统既有干涉测量的高精度,高灵敏度,又具有较强的抗干扰能力.     

新型超光滑表面粗糙度测量系统

本文介绍了一种新型的测量超光滑表面粗糙度的共光路偏振干涉系统。该系统以双折射透镜作为分光元件;采用偏振干涉方法和偏振接收方法对被测光学表面高度变化,实现高灵敏度、非接触探测,垂直分辨率为0.1nm。给出了系统结构,叙述了测量原理。     

引入平板系统对量块长度测量结果的影响

以光谱辐射线的波长作为标准、以光波干涉条纹小数部分重合的原理设计的光波干涉仪、用直接测量的方法测量量块长度时，必须引入一系列大孔径（Φ≥５０ｍｍ）的平板干涉系统，本文讨论各平板各自的平面度在干涉仪光学系统中的相互叠加对量块长度的测量结果的影响     

激光定位工件台干涉仪装校

一、概述和技术要求在电子束曝光机中,激光干涉仪测量工件台的位置精度是获得高精度掩模版图形的重要环节。因此对激光定位干涉系统不仅要 1、组合干涉分光镜与长条直角反射镜相对位置的正确,即使组合干涉分光镜的棱线垂直于长条直角反射镜镜面棱线,不垂直度小于30角秒,以保证干涉圈的质量。     

林尼克结构干涉测量系统误差分析

在应用林尼克结构干涉测量系统进行测量时,发现系统存在一个近似为二次曲面的测量误差.根据光学干涉系统的测量原理,分别对林尼克结构干涉测量系统的相移器误差、摄像机误差和光学系统误差进行了分析,确定光学系统误差是干涉测量系统的主要误差源,其中显微物镜焦点轴向误差是产生系统测量误差曲面的主要原因.以平面为实验测量样件,应用测量系统对参考光臂显微物镜的不同轴向位置进行了测量,通过分析测量结果验证了焦点轴向误差对系统测量误差的影响,并与理论结果进行了比较.     

多倍程激光干涉仪光路几何特性分析

针对纳米计量高分辨力的要求,应用光学倍程法设计了一套基于Michelson激光干涉仪原型的多倍程激光干涉系统.该系统光源由保偏光纤直接导入,采用共光路、立体空间布局设计.通过建立模型分析该干涉系统的几何特性,得出移动镜偏转对该系统带来的影响可以得到有效补偿,因而光路具有很好的稳定性.出射的参考光与测量光始终保持平行,便于干涉系统光路的整体布局与信号接收,同时易于光路的调节从而获得对比度高、信噪比好的干涉信号.     

标准硅球直径精密测量系统的设计

基于多光束干涉的基本原理，导出了使用斐索干涉仪测量硅球直径多光束干涉光强分布的精确公式。针对目前的硅球直径测量系统忽略了多次反射对干涉信号造成的影响和系统中固有的条纹清晰度低的问题，研究了多次反射对干涉信号造成的误差，结果表明其最大光强误差可达到8％。通过对光学干涉系统结构设计和元件参数选择，最大限度地优化了干涉条纹的可见度，并设计出零背景光强标准硅球直径精密测量系统。数值模拟结果表明，该系统不仅极大地提高了干涉条纹对比度、消除了背景噪声，而且可通过改变透镜焦距调节干涉条纹的强度以达到CCD的最佳工作范围，从而提高了光强信号的测量准确度。     

高加速度超精密激光外差干涉测量模型

为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型.通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型.理论分析和仿真实验表明,当测量加速度为9m/s2,匀加速运行的位移为500mm时,由于加速度变化引起的相对论性效应对测量精度的影响为5nm.高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型的建立,可提高激光外差干涉在高加速度超精密测量中的测量精度,为激光外差干涉在高速和超高速测量领域的应用提供了理论依据.     

高精度激光平面干涉测量系统误差的研究分析方法

叙述了Fizeau激光平面干涉系统的测量原理.依据ISO发布的测量不确定度表示指南,对Fizeau型高精度移相激光平面干涉测量系统的误差进行了系统分析,给出了高精度激光平面干涉仪的各项误差及总误差,其合成标准不确定度为2.63nm.该研究分析方法可适用于同类仪器的测量不确定度评价.     

一种用于线膨胀系数测量的高稳定性激光干涉系统

介绍了一种可以对材料长度变化进行测量的高稳定性双光程激光干涉系统,由于该干涉系统的测量光路和参考光路具有相似的传播路径,光程差仅由被测试样的长度引起,干涉系统具有较强的抵抗环境温度变化和振动等外界干扰的能力。通过平晶反射膜测量试验,对干涉系统的稳定性进行了验证,结果表明在6. 5 h内测量数据的标准偏差为4. 2 nm。该激光干涉系统可用于材料尺寸变化(如线膨胀系数)的高准确度测量。     

白光干涉数据的三维去噪研究

介绍了白光干涉系统噪声来源及其对白光干涉图像的影响;扫描白光干涉过程中既引入了时间噪声,又引入了空间噪声,使干涉数据的噪声呈复杂的时空分布;只对干涉数据进行单分量的传统去噪方法无法完全去除噪声,且会造成图像数据的畸变;利用三维噪声理论分析了白光干涉系统的噪声特性,并对干涉数据进行时间和空间分量的噪声处理,在去除噪声的同时,又避免了原始数据发生时空畸变;为了实现实时处理,设计了相应的基于图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)的并行算法,解决了三维去噪与重建耗时严重的问题。     

一种新型位移与角度同时测量系统的设计

为了消除悬臂梁移动时产生的阿贝偏角误差,设计了一种可同时测量角度与位移的精密测量系统．首先,在激光干涉原理的基础上,通过改变光路将角度转换为可以反映干涉系统中光程差变化的位移量．其次,采用压电陶瓷（PZT）驱动柔性铰链机构,产生运动的干涉条纹．最后,采用四细分条纹计数辨向方法,进行运动干涉条纹的接收与处理实验,结果表明：在条纹宽度处于合适值时,系统满足了对阿贝偏角精密测量的要求．     

激光两座标测量仪

本文扼要介绍最近研制的激光两座标测量仪的主体结构、所采用的基本干涉测长系统、以及由此演变而来的可补偿阿贝原则误差的干涉系统、小角度干涉仪、空气折射率干涉仪等共四种干涉系统。还介绍了为提高仪器导轨运动精度而采用的工作台运动的小角度和直度误差的随机检测和伺服校正系统,以及测头沿横向运动的直度检测和修正系统。对应用激光干涉测长中使用的细分和单位变换方法及两座标定位测头也作了简单介绍。     

基于部分补偿干涉的非球面顶点曲率半径加工误差测量

测量非球面顶点曲率半径加工误差对预估成像系统质量和计算机辅助装校有重要意义。传统的部分补偿干涉系统只能测量非球面面形误差,即被测非球面与标称非球面之间的不规则偏差。通过分析系统剩余波前特定像差项随被测面位置的变化关系,基于部分补偿干涉原理,提出了一种非球面顶点曲率半径加工误差测量方法,测得非球面顶点曲率半径加工误差。仿真实验结果表明,所提出的误差测量方法具有可行性,其原理相对测量精度不低于0.003%。     

光楔分光中波红外Fizeau型干涉仪光学系统设计

针对中波红外波段胶合立方型分束镜分光局限的问题，本文提出基于光楔分光的中波红外Fizeau干涉仪光学设计方案。在3.39μm工作波长下，为降低干涉系统回程误差，提升测量准确度，采用了两次反射折叠准直光路结构，既保证良好的准直波前，同时优化设计光楔兼顾干涉成像波前。设计采用ZnSe、CaF₂材料，干涉仪准直镜为单片平凸非球面结构，成像镜由双分离式球面镜构成，经蒙特卡罗模拟公差分析，准直镜0.1°视场内准直波前PV优于λ/4，归一化出射孔径内角像差优于3.01×10^-5 rad；干涉成像光路归一化视场成像波前PV优于λ/5，在25 lp/mm处MTF值优于0.38，干涉系统最大成像畸变优于0.11%；在标准面0°视场放置，被测表面倾斜0.05°内干涉系统回程误差小于λ/50。基于光楔分光的中波红外Fizeau干涉仪为中波红外干涉仪光学系统设计提供了新的思路。     

单频激光干涉仪条纹的偏振移相细分技术

提出了一种用于单频激光干涉仪条纹细分的偏振移相技术.通过偏振分光镜、波片等光学元器件产生四路依次相差90°相位的激光干涉信号,经过硬件电路的整形、放大和比较后,可以解决常见的光强"零漂"问题.共光路设计有效地消除了由于环境因素给测量带来的误差,提高了干涉系统的稳定性和重复性.移相技术不仅充分地利用光能量,而且四路信号更便于干涉条纹的计数和判向,同时为电子细分技术奠定了基础.     

模板匹配算法在高精度压电微位移测量中的应用

提出了一种压电微位移器的微位移测量方法,即通过模板匹配算法测量Twyman-Green干涉系统中对应干涉条纹的移动量,进而实现对应位移量的高精度测量.为确保测量结果的可靠性,同时利用匹配模板的归一化转动惯量特征对测量结果进行实时验证.应用该测量方法对自制的压电微位移器的电压位移特性曲线进行了实测,并详细分析了模板大小的选取对于测量结果的影响,实验中的归一化转动惯量相对误差均小于5%,且模板匹配互相关系数大于0.97;同时运用一高精度纳米微位移平台对测量方法的可行性进行了实验验证,测量精度达到了λ/50.实验结果表明,运用本方法测量压电微位移,具有较好的噪声抑制能力和可靠性,可实现纳米量级的测量精度.