菲索型球面干涉仪测试精度分析

本文论述了菲索型球面干涉仪检验光学面面形误差与检测曲率半径的测试精度问题,并结合QGY型激光球面干涉仪做了理论分析与计算.     

双点光源多光束平面干涉仪

本文描述一种新的双点光源多光束平面干涉仪,能够使干涉条纹之间的距离从所对应的λ/2减少到所希望的程度,从而可以获得被检验表面的微面形信息,以便检验整个表面质量。     

法布里—珀罗干涉仪在激光技术上的应用

法布里—珀罗干涉仪或称标准具是实现多光束干涉的实验装置。透过干涉仪的诸相干光束干涉的结果是在干涉场中形成细而亮的干涉明条纹。因为分辨本领高,利用它来分光,对研究光谱的精细结构是十分有利的。随着激光技术的发展,法—珀干涉仪不仅做为法—珀谐振腔广为应用,而且在某些激光技术上,诸如模解析和模选择等都有所应用。本文拟就一般光学基础,讨论它在激光技术上的某些应用。     

对角式与三角式光学干涉仪设计原理

论述了两种新的分振幅式多光束干涉结构——π/2型对角式以及π/3型三角式光学干涉仪的设计原理,给出了其满足相干条件的数学证明,推导出干涉图样的变化规律,并指明这西种光学干涉仪在教学、演示、位移传感与速度传感技术方面的应用前景。     

单球面透镜产生线光束的理论分析与计算

基于几何光学定律和菲涅耳公式，建立了单块球面透镜生产线光束的数学模型，给出了光束出射角、橡距、像散、光强分布的计算公式，通过计算机仿真计算，得出了一些有益的结论。指出了大入射角产生的大像散是单球面透镜产生线光束的原因，子午面内光束各点的反射和透射系数不等。是它使入射的细高斯光束趋于均匀化的原因。理论与实验结果吻合。     

探测微弱信号的双楔形干涉仪的结构分析

针对楔形多光束干涉仪产生等间距细锐条纹的特性,结合双路探测系统相减可消去背景噪声的优点,提出一种新型的正交双楔形干涉仪结构。该结构中所有部件都相对固定,且两路楔形板厚度差为一定值,激光入射时,两路干涉仪产生相位差为p/2的等间距条纹,条纹信号叠加在背景噪声信号之上,通过差分放大,使背景非相干光信号相减为零,提高了系统在强噪声背景下弱信号探测能力。该结构可用于微弱激光信号的探测,并能通过条纹间距计算出入射激光的波长。根据该干涉仪的基本原理,通过计算机仿真设计了其结构参数。     

采用二元光学位相板修正干涉仪误差的理论探索

提出了一种利用二元光学位相板修正球面干涉仪误差的新方法,分别采用标量衍射理论和几何光学方法设计二元光学位相板,并且用计算机模拟修正结果,得到了令人满意的结果。同时,阐述了采用计算机图像处理技术修正干涉仪系统误差和检测球面镜的方法。     

用条纹扫描剪切干涉仪测量非球面面形

研制了用于测量光学非球面面形的条纹扫描型棱镜式剪切干涉仪。介绍了该仪器的测量原理、电路和数据处理过程。还推出了二次曲面与最适球面的差值。这样,当最适球面半径与被测件孔径相比很大时不测最适球面半径也可得到被测面相对于设计值的偏差。最后给出了一个非球面面形的测量例。     

稳定球面腔多波型振荡的总体行为

用几何光学的矩阵方法,研究了较大菲涅尔数情况下,一般稳定球面腔内较多波型同时振荡时的光束总体行为特性。分析表明,总振荡光束的包络线为双曲线形式;总振荡光束的实际光斑大小,由腔内的有效限孔光阑所决定;总振荡光束发散角,由腔的几何因子和实际光斑尺寸所决定;并且在对称双凹腔以及平凹腔情况下,输出光束平面发散角与球面镜曲率半径的平方根成反比。为大幅度压缩发散角和提高输出光束亮度,可以使腔从稳定工作状态向介稳工作状态靠拢。为此,一种方法是采用大曲率半径法,使腔向平行平面腔趋近,此时输出为近平行光束;另一种方法是使腔向实共心腔或虚共心腔趋近,此时输出为近球面光束,经透镜准直后成为近平行光束。     

利用迈克尔逊干涉仪测量光学球面的曲率半径

提出了一种光学球面曲率半径的无损测量方法，它利用麦克逊干涉仪的白光干涉零级暗条纹测出平面与被测球面相交的圆直径及相应的矢高值后，便可求得球面曲率半径。测量过程中无测量力的影响，也不会损坏被测件表面，而且测量时对被测件安装定位无特殊要求，误差环节少，具有实用意义。     

光在双层双折射系统中的传播过程

目的研究正入射条件下光在双层双折射系统中的传播规律.方法利用该双层系统,光束每经过一次交接面,反射光和透射光的数目将是入射光束数目的两倍, 用矩阵方式给出了其精确的传输过程.结果与结论光在该系统中的多次反射与透射,光束的数目成几何级数增加,为研究该系统的干涉图样并进一步研究法布里-珀罗干涉仪打下基础.     

光在双层双折射系统中的传播过程

目的 研究正入射条件下光在双层双折射系统中的传播规律。方法 利用该双层系统，光束每经过一次交接面，反射光和透射光的数目将是入射光束数目的两倍，用矩阵方式给出了其精确的传输过程。结果与结论 光在该系统中的多次反射与透射，光束的数目成几何级数增加，为研究该系统的干涉图样并进一步研究法布里－珀罗干涉仪打基础。     

偏振无关的Michelson光纤传感器的研究

针对低双析射光纤双光束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落，介绍了一种新型的干涉型光纤传感器的偏振衰落技术，通过在Michelson光纤干涉仪上加两个法拉第旋转镜以抵消偏振态的随机变化，可以使输出信号的可见度稳定为1，并分析了瑞利散射对光纤干涉仪的影响。     

球面干涉检测中改进的调整误差校正方法

根据球面干涉检测中待测球面调整误差的高阶近似模型,提出新的基于泽尼克多项式拟合的球面调整误差校正方法.该方法根据测得原始面形数据的泽尼克多项式系数以及待测面数值孔径,得到调整误差所引入的低阶和高阶像差量,实现高精度球面调整误差校正.通过Zygo干涉仪及大数值孔径待测球面对提出的校正方法进行实验验证,校正精度达到了均方根值近0.001λ、峰谷值0.011λ.实验结果表明,该方法可以实现很高的球面调整误差校正,无需了解实际调整误差量,便于自动化处理,可以降低检测装置中对待测面调节机构精度的要求.     

激光高斯光束对大角度干涉测量的影响

研究了激光高斯光束对大角度干涉测量的影响,从高斯光束的干涉公式可以看出,其合振动光强的位相除与光程差有关外,还增加了一个附加的位相,在大角度干涉测量时,这一附加位相对结果的影响不能忽视。分析发现这一影响与干涉仪的布局和光学系统的参数有关。从而找出了减少这一影响的方法,为大角度精密干涉测量提供修正依据。     

1.06μm激光对流层折射修正研究

大气折射率的非均匀分布导致了激光在实际大气传输时其传输路径偏离直线而发生折射,使得激光武器系统在制导和精确打击时其瞄准和打击精度下降.本文针对1.06μm激光在对流层大气传输时的折射修正,提出了简化球面大气分层模型的平面分层模型,平面分层模型将弯曲的球面层看成曲率为无穷大的和水平面平行的大气分层结构.比较了球面分层模型和平面分层模型的仰角误差随传输高度和起始仰角的变化.仿真结果表明:对流层内光束传输起始仰角大于20°时,两种模型的仰角折射修正之差≤1″,采用平面分层模型代替球面分层模型在激光制导和瞄准实时折射修正时能简化运算量.     

干涉型光纤传感器控制工作点的新方案研究

为解决干涉型光纤传感器的相位漂移问题,通过对双光束光纤干涉仪输出光强信号的理论分析和数学推导,阐述了信号各种成份的特点和作用,设计出基于反馈控制稳定工作点的干涉仪解调方案．不但解决了相位漂移的问题,而且给出了解决输出信号波形反相问题、PZT复位噪声问题、光功率起伏直接影响解调结果问题的方案．仿真和实验获得了稳定工作点于正交状态的理想结果．     

准直器插入损耗分析

降低准直器的插入损耗是生产准直器的难点，本文在几何光学和高斯光束传输理论的基础上，利用矩阵光学原理和高斯光束耦合理论对准直器的原理和损耗进行计算和分析，提出一种用自聚焦透镜与球面透镜进行匹配的方法，并通过实验证明该方法能有效降低准直器的插入损耗，在生产过程中将逐渐采用这种方法进行装配，以提高生产效率．     

PZT移相和CCD非线性对高精度球面面形检测的影响

为了提高球面面形的检测精度,对移相菲索干涉仪的球面测量方法中影响高精度球面面形检测的压电陶瓷晶体(PZT)移相误差和电荷耦合探测器(CCD)非线性误差进行探讨.通过理论分析和数值模拟的方法分别对PZT移相误差、CCD非线性误差进行具体分析,着重研究PZT移相误差和CCD非线性误差的综合影响.由五步移相算法,推导得出PZT和CCD的综合误差公式,对影响综合误差大小的主要因素如CCD二次非线性系数、条纹对比度和被检面曲率半径与口径的比值等进行分析.结果表明,提出的控制PZT和CCD综合误差影响的准则和相应的减小误差影响的方法,可以提高球面面形的检测精度.     

用于半导体激光器的角倍率相关圆柱面镜系统

利用互相垂直的两组圆柱面镜把半导体激光器的条形窗口成像为矩形。再用球面准直物镜组把此象“准直”到“无限远”。该系统把光器发出的发散光束压缩到在±０．００２５弧度内出射光。两组柱面镜的同种（如角放大率）倍率互为倒数。