用Nomarski干涉仪与数字相机研究光学材料的破坏

介绍自行研制的一台新型光学材料破坏的测量装置.它由数字相机与Nomarski偏光干涉仪组成.并与计算机接口.从而实现光学材料破坏测量过程中的数字化.并用它对光学材料破坏进行初步测量和分析.实验结果与分析相符.     

一种基于偏振光干涉的原子力显微镜测头的研究

为了提高测头的抗干扰能力,达到较高的分辨率,设计了一种基于偏振光干涉原理的原子力显微镜测头。该测头采用偏振光干涉式方法探测针尖的位移,可提高测头的灵敏度。分析了测头设计中焦点聚焦在探针悬臂梁上的可行性,并通过实验进行了验证。实验表明,Wollaston棱镜组可以有效地改变光程差。设计的共光路形式的Nomarski干涉仪光路,能够有效减小噪音的影响,并保证装置结构紧凑,适于实用。通过实验验证,此测头系统能够达到1nm的纵向分辨精度,为原子力显微镜测量技术提供有力支持。     

激光合成波长纳米测量干涉仪的非线性误差分析

描述了激光合成波长纳米测量干涉仪的测量原理,分析了非线性误差对该干涉仪的影响,得出了由偏振光非正交、椭偏化和光学元件偏振非正交及椭偏化等对该干涉仪造成的非线性误差为偏振态误差的二阶或高阶小量。进行了激光合成波长纳米测量干涉仪和激光外差干涉仪的对比实验,结果表明激光合成波长纳米测量干涉仪的最大误差为2.1nm,优于激光外差干涉仪的最大误差7.5nm,验证了激光合成波长纳米测量干涉仪的优越性。     

用于纳米测量的集成化单频激光干涉仪

研究了一种基于偏振光的集成式单频激光干涉仪。利用偏振光学变换方法,实现了干涉仪的光学4细分结构,提高了测量灵敏度;构建4路正交探测结构,实现了干涉仪的无源偏振调制,扩大了干涉仪测量范围;采用光路集成化的设计方法,实现了一体化干涉仪光路集成。对激光干涉仪进行振动测量实验研究,结果表明,静态位移测量误差小于±0.3 nm,振动测量的分辨率达10 pm/Hz1/2;上述集成单频激光干涉仪具有测量精度高、稳定性好、动态范围宽、受环境影响小等优点,可被广泛用于纳米测量的各个领域。     

从新的视角来看待干涉仪的测向与定位应用

传统的多基线干涉仪测向理论与基于干涉仪相位差变化率的定位理论,在当前电子侦察设备研制中获得了广泛应用,但干涉仪本身的吸引力还不仅局限于此。从新的视角出发,重新审视了干涉仪的测向与定位这两类典型应用:利用高精度时差测量思想,引出了单基线干涉仪无模糊测向理论;利用干涉仪相位差变化率与测向角变化率的等价性,引出了运动单站定位与多站测向交叉定位的统一理论模型。上述这些对干涉仪测向与定位的新理解,展现了电子侦察中干涉仪的无尽魅力所在,为干涉仪更广泛的应用提供了新的思路。     

宽频段干涉仪测向天线设计

根据干涉仪测向原理,详细介绍了宽频段干涉仪测向天线的组阵设计,论述了长短基线匹配干涉仪组阵设计、虚拟基线匹配干涉仪组阵设计以及天线匹配加载设计,实现了宽频段干涉仪测向天线的高精度测向。     

用于纳米测量的单频偏振激光干涉仪的光路集成方法

提出了一种正交偏振干涉仪中光学元件位置固定与性能检测的方法,用于亚纳米级测量分辨力激光干涉仪的光路系统集成及其性能评价。构建了光学干涉仪在线检测与评价系统,基于强度检测方案,实时地对干涉仪输出的四路偏振光信号强度、干涉条纹可见度以及各路干涉信号之间的正交状态进行检测,并完成了小尺寸正交偏振激光干涉仪的光路集成;分别对分立式与集成式干涉仪的稳定性和微弱振动信号测量进行了对比实验。实验表明,集成式激光干涉仪的测量分辨力可达10 pm/Hz～(1/2),信噪比优于分立干涉仪10 dB,稳定性明显提高。     

一种改进的相关干涉仪测向算法

针对多阵元相位干涉仪测向过程中的解模糊概率问题,在相位差误差条件下建立了解模糊概率与基线长度比之间的关系,给出一种相关干涉仪基线设计方法,并研究了相关干涉仪的解模糊条件;提出一种改进的相关干涉仪算法,缩小了相关干涉仪的取值范围,优化了相关函数,该方法最大程度地利用了干涉仪孔径尺寸,保证了测向精度,提升了运算速度,同时具有更强的解模糊稳定性.仿真试验表明,改进的相关干涉仪算法有效可行.     

Twyman-Green型横向剪切干涉仪的原理和应用

本文介绍了一种新型横向剪切干涉仪的工作原理。该干涉仪使用Twyman-Green干涉仪作为分束器,光栅作为检测元件,并利用实时Moire差分法消除干涉仪的系统误差。这种干涉仪的优点在于灵敏度可调,抗振性强,易做成大口径。利用这种干涉仪检测超高音速风洞中的流场和真实火箭燃气射流,取得了一些重要结果。     

光纤Michelson干涉仪系统的研究

文章介绍了光纤Michelson干涉仪系统的结构.阐述了光纤偏振控制器结构、工作原理以及其对光纤Michelson干涉仪系统传感臂偏振态的控制.同时,给出了光纤Michelson干涉仪系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素.最后,文章介绍了光纤Michelson干涉仪系统的应用.     

应用干涉仪对经纬仪光学系统主镜的装调和检测

随着光电经纬仪的跟踪精度、图像像质质量等技术指标的提高,使光学系统的装调和检测要求也随之提高,传统的装调方法不能够满足新形势下经纬仪的安装精度需求。文中介绍了一种应用干涉仪对经纬仪系统主镜的装调和检测方法,分别从主镜的装配、调整、镀膜、光轴中心检测与校验对主镜的装调思路进行分步骤介绍。应用ZYGO干涉仪对主镜系统检测,从传统的刀口仪、显微镜的定性检测方法上升为使用ZYGO干涉仪对系统的定量检测。检测测试结果说明,应用干涉仪对经纬仪光学系统的检测完全满足光学设计的指标要求,从观察70～80 km航空飞机和5000 m目标靶图像看到目标的图像清晰,图像的边缘对比度好,满足使用要求。干涉仪在经纬仪光学系统主镜装调中的应用,满足高精度经纬仪的需求,从而提高主镜装调精度。     

Sagnac fiber interferometer with the population grating for fiber Bragg grating dynamic strain sensing

A Sagnac fiber interferometer with the population grating formed in saturable erbium-doped fiber (EDF) for fiber Bragg grating (FBG) dynamic strain sensing is proposed. In this configuration, a semiconductor optical amplifier (SOA)-based fiber ring laser with an FBG reflector is employed in the sensing part and a Sagnac interferometer based on transient two-wave mixing (TWM) via dynamic population gratings in single-mode polarization maintaining erbium-doped fiber (PM-EDF) is used in this detecting part. Experimental results show that the Sagnac fiber interferometer detection system can stably respond to dynamic strains at high frequencies. As an example of application, the response of the sensor system to continuous sinusoidal ultrasonic signals is presented. The proposed simple and robust configuration has an all-fiber design based on commercially available elements, which makes it promising for applications in fiber optic ultrasonic sensors.     

光孤子振幅压缩态的产生及检测

利用非对称Sagnac干涉仪得到光孤子振幅压缩态,并利用平衡零差探测系统对其进行测量.本文重点讨论了测量孤子压缩态的光电探测器,给出了设计方案以及测试指标.其中3dB带宽约为10 MHz,饱和功率约为19 mW.利用该探测器测得孤子压缩值约为1.1 dB,考虑系统整体探测效率(75%),可达约1.5 dB.     

高初始分辨率的光纤光栅横向负载传感

要提出了一种对光纤布拉格光栅(FBG)在横向斥力负载条件下的谐振波长分裂进行高灵敏检测的方案，并进行了实验研究。采用偏振分束器和偏振无关的光纤迈克耳逊干涉仪组成检测系统，利用相位调制技术．将光纤布拉格光栅的谐振波长分裂的检测转化为相位差的测量，从而大大提高光纤光栅横向压力负载传感的初始分辨率。利用该系统进行横向斥力负载传感实验，得到0．025N／mm横向负载初始分辨能力。     

基于光纤M-Z干涉仪相干度变化的超窄线宽激光器跳模检测研究

超窄线宽激光器随机发生的跳模现象,作为一种干扰或噪声,是降低光学相干检测系统性能的重要因素。为了有效检测单纵模超窄线宽激光器的模式稳定性,提出一种基于光纤M-Z干涉仪的超窄线宽激光器跳模检测方法,该方法通过在干涉仪内引入相位生成载波(PGC)外调制技术,将激光器跳模过程中光源相干性的变化转化为干涉仪相干度的突变,从而实现对整个跳模过程的实时监测。实验结果表明,该方法在检测灵敏度上有明显优势,能够有效监测跳模的持续时间、模式竞争随时间演化的动态过程等跳模细节,尤其适合用于短直腔激光器的跳模检测,并且能为光纤激光器跳模现象的预测与主动抑制提供重要参考。     

基于M-Z干涉的相干高斯光束远场干涉图样研究

为了使远场相干光斑分布及干涉图样的条纹间距和条纹对比度满足激光主动相干探测的要求,对基于马赫-曾德尔干涉原理的相干光发射装置发出的相干高斯光束在远场的扫描相干光场分布特性进行了分析,推导了高斯光束远场扫描相干光场的解析光强分布公式,得到了高斯光束远场扫描干涉图样。利用物理光学相关原理推导了远场的相干光光程差、干涉图样的条纹间距以及条纹对比度的表达式。数值仿真分析了马赫-曾德尔干涉光发射装置的分束镜旋转角度、探测距离和扫描角速度对远场相干光强分布特性的影响,得到了这几个物理量之间的定量关系。结果表明,远场扫描相干光强分布主要受到分束镜旋转角度、探测距离和发射装置扫描角速度等参量影响;干涉光发射装置的分束镜旋转角度同时影响远场接收屏上干涉图样的条纹间距及条纹对比度。该研究结果对实际探测中如何选取分束镜的旋转角、使其在满足条纹间距目标尺寸要求的前提下,适当调节旋转角度,获得尽可能大的条纹对比度是有帮助的。     

Generation and detection of squeezed state

Soliton amplitude squeezed state is obtained and dctected by using asymmetric Sagnac interferometer and balanced homodyne detecting system. An improved photo detector circuit for quantum state detection is introduced. The circuit has a bandwidth of 10MHz and the saturation power is about 19 mW. A maximum photocurrent noise reduction of 1.1 dB below the shot noise is achieved. Taking the detection efficiency into account, the squeezing will be about 1.5 dB.     

会聚光横向剪切移相干涉

为了检测长光程情况或多组分光学镜头逐片装校中的波面,提出一种以会聚光波直接作为干涉测试光源的会聚光移相剪切干涉方法,阐述了基于迈克耳孙干涉仪原理的会聚光横向剪切干涉光路,建立了会聚光横向剪切波面的数学表达式,并与一般横向剪切干涉相比较,分析了剪切量和波面偏移量的特征,且引入移相干涉技术求取剪切波面.结果表明,会聚光横向剪切移相干涉测试,能够实时测试会聚光的波面质量,峰谷值(PV)的重复性为0.022λ,均方根(RMS)值的重复性为0.014λ,并与Zygo干涉仪的测量结果进行了对比,验证会聚光剪切移相干涉的可行性.     

干涉型光纤传感技术研究

我们研究了利用零差检测技术的光纤Mach-Zehnder干涉仪,相位检测灵敏度达到了2.8×10~(-4)rad。本文将叙述光干涉相位检测的基本原理、实验装置及结果分析。