激光工作物质的高精度检验

一、引言 光学干涉仪是测量光学元件面形、评价透镜质量最常用的手段。七十年代人们将微型电子计算机及相位探测技术应用到干涉计量上,使干涉条纹的数据处理成为独立系统而将高精度光学元件的检验发展到一崭新阶段。美国贝尔实验室首先研制成带微型计算机的条纹扫描干涉仪,使干涉条纹的测量精度由λ/10提高到λ/50～λ/100。我们运用MarkⅢ型干涉仪测量了各种光学元件及光学材料的质量,对仪器的性能进行了分析和讨论。 二、实验结果和讨论 Mark Ⅲ型激光数字波面干涉仪是将位相测量技术应用于费索干涉仪上,利用实时相位同步检     

新型快速干涉仪的设计

新型快速干涉仪的设计大尺寸光学元件表面精度的测量，风洞流场图的定量分析，以及制作高精平面磁盘以提高其存储密度等都要用干涉计量方法对物体表面进行精密测量，而传统测试方法则远远达不到干涉计量法这样高的测量精度。多年来，干涉仪一直用来对物体表面和波阵面进行...     

光学平行平面平行度的测量方法

光学平行平面的平行度通常根据所要求的精度用干涉仪、准直仪或千分表来测量。现在发明了一种测量不透明的光学元件(例如锗窗)的简单方法。测量不透明的光学元件,常用的可见光干涉测量技术是行不通的。     

波面数字干涉仪检测技术及其在光刻镜头生产中应用

移相式波面数字干涉仪是国际上八十年代出现的一种最先进的光学检测设备，它采用计算机图象处理技术对干涉图形进行实时动态采样处理，从而实现了光学面形的定量测量和形象化图形显示。本文介绍了我所用ＱＧＹ—１型激光球面干涉仪改造成的移相式激光波面数字干涉仪，在光刻镜头生产中的应用。     

干涉检测数据抗振动影响的方法研究

在光学元件的抛光阶段,通常采用干涉仪检测光学元件的面形数据,对加工工作提供指导意见。移相干涉术易受环境振动的干扰,获得的波前相位的干涉图信息不完整,难以准确给出光学元件表面的干涉数据。为了利用干涉仪检测数据给出被测光学元件面形上的各点准确数据,采用等精度测量消除随机误差的方法,对多次检测数据求取平均值以获取被测光学元件面形的准确数据。针对一块Φ1200mm口径的圆形光学元件的实验表明这种方法可以较为有效地消除检测中振动因素的影响。     

光学平行平板平行度的测量方法

光学平行平板的平行度,一般用干涉仪、自准直仪或测角仪度盘度量,视要求精度而定。测量诸如锗窗板之类可见光不透明的光学元件,用可见光干涉测量的常规技术一般不能使用。为此设计了一简易方法来测量它们的平行度。     

锥形表面反射波前干涉术

在高能激光器设计中,提出采用新的先进的光学元件。具有典型代表的元件有锥面、反射式轴向镜(refaxicon)和W形锥镜(waxicon)。这些光学元件不属空间不变(等晕)光学系统,因为径向曲率半径以及径向的光学能量随入射到光学表面的光线高度而变化。这些光学元件的非线性特性不可能用典型的线性等晕光学系统理论来论述。这些元件的非线性特性要求对干涉术进行待殊的考虑。通常用三种干涉仪作表面干涉测量仪,即合曼—格林干涉仪、剪切干涉仪和斐索干涉仪。除剪切干涉仪外,所有的干涉仪都要求高质量输入波前和高质量参考表面,用多次曝光干涉图和三个近于相同的参考面.表面测量量可能达到的精度约为λ/100。     

基于马赫-曾德尔干涉仪的聚合物电光系数测量方法的性能改善

对基于马赫-曾德尔(Mach-Zehdner)干涉仪的聚合物电光系数测量方法进行了分析。提出了改善性能的方法并进行了讨论。采用光纤干涉仪代替空间光学干涉仪对样品电光系数进行透射式测量,采用压电陶瓷(PZT)片调节测量系统的工作点实现反馈控制,有效地减小了法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振效应的影响;通过精确控制光纤干涉仪干涉臂长差和合理选择光纤耦合器的耦合比,可以提高干涉的可见度,从而提高系统的测量精度。实验结果表明,系统的干涉可见度为0.84,可分辨的最小相位变化约为6×10-6rad。     

用点衍射全息图进行光学检测

光学检测是光学加工及光学装配过程中一项必不可少的内容。常用的干涉测量技术如双光束干涉和共程干涉仪等都有各自的优缺点,其应用范围受到一定的限制。另一种共程干涉仪——点衍射干涉仪,是目前装置最简单的一种干涉仪,整个干涉仪就是一块镀有高吸收膜的玻璃平板,在膜层上有一个很小的透明孔     

光干涉方法在角度偏差测量中的应用

介绍了应用光学干涉原理测量棱镜光学平行差的方法.棱镜可等效展开为玻璃平板,其入射面与出射面的光程差恒定,通过波长调谐方法,改变等效玻璃平板之间的位相差,从而用移相干涉术测量了光学棱镜的光学平行差.介绍了一种立方体玻璃90°偏差测量的新方法,斐索干涉仪的测试光束以45°入射到立方体玻璃内,入射波面经立方体90°二面角自准直反射,与干涉仪参考波面相干形成干涉图.分析了干涉波面与立方体玻璃二面角误差之间的关系,并通过移相式干涉仪给出了实测结果.     

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。     

移相式激光干涉仪抗振技术的研究进展

现代移相式激光干涉仪在光学表面检测和光学系统像质评价中得到广泛的应用,但移相干涉术容易受到环境振动的干扰,时域移相的采样准确性受到影响,难以达到高精度测量的目标。为了进行振动环境下的在线测量,必须采用有效的抗振技术,目前具有这种抗振功能的干涉测试技术日益受到重视。从移相干涉图的采集、干涉仪的光学结构、振动的探测与补偿等角度介绍了移相干涉仪抗振技术的研究进展。     

基于菲索干涉仪的边界层测风激光雷达研究

分析了多光束菲索( Fizeau)干涉仪的光学特性,以及影响干涉光谱性能的参数,并研 究了激光雷达系统接收信号能力,提出了一套基于Fizeau干涉仪和CCD探测器的边界层测风激光雷达系统。利用标准大气参数和切合实际的激光雷达系统参数,对干涉仪进行优化设计模拟计算,得到了合理的参数,满足边界层1m / s风速测量精度要求。     

光干涉法测量压电陶瓷压电特性

用待测压电陶瓷来控制迈克尔逊干涉仪其中一臂上的全反镜的位置,分析得出由于光学干涉作用,迈克尔逊干涉仪输出的光功率与压电陶瓷伸长量一一对应.又因为带有本征层的光电探测器输入光功率与输出电压成正比,所以再利用双踪数字示波器就可巧妙测量压电陶瓷的压电特性.从数字示波器记录的干涉图可直观地发现在不同电压下压电陶瓷伸长半个光波长所需要增加的电压.从数字示波器记录的数据可得压电陶瓷所加电压与其伸长量的对应关系.     

GPS姿态测量及其在飞行控制系统中的应用

本文利用ＧＰＳ干涉仪对载体的姿态测量进行了详细讨论，包括坐标变换、相位干涉方程等，并定义姿态测量精度因子（ＡＤＯＰ）来评估测量精度，文中例举了简单的三天线干涉仪并进行精度分析，最后提出了干涉仪在飞机姿态控制系统中的应用模型，用以提高系统控制精度和可靠性。     

电调谐波长移相干涉术

为了实现一体化结构干涉仪的现场数字化检测,提出了一种电调谐波长移相干涉术,通过控制注入电流,调制半导体激光器（LD）的波长,从而实现时域移相干涉。通过优化传统的随机移相干涉模型,采用最小二乘求解线性回归模型迭代算法求解相位,抑制了电调谐的控制精度有限、LD非线性引起的不等间隔移相,以及环境震动引起的各采样点位相变化不同步的干扰。将该方法应用于现场检测的便携式斐索干涉仪上,利用其与Zygo GPI XP/D型干涉仪测量同一块光学平晶,测量结果的峰谷值偏差为9.91 nm,均方根值偏差为5.22 nm,能满足现场定量检测的精度要求。该方法还可以应用于其他类型的激光干涉仪中。     

基于数字全息相位差放大的弱相位检测方法

相位差放大技术(PDA)是干涉测量领域里一种提高相位分辨率和测量精度的手段。将数字全息与相位差放大技术相结合,提出了一种利用傅里叶变换原理实现数字相位差放大(DPDA)的方法,并应用于弱相位检测。与传统的光学相位差放大方法相比,数字法相位差放大对实验装置要求较低,并且具有易于抑制噪声、载波因子可调等优点。数值模拟和实验分析的结果也表明,该方法可以实现100倍以上的低噪声相位差放大,使干涉仪分辨弱相位细节的能力有显著提高。     

F-P干涉仪在长度测量领域的应用

F-P标准具和干涉仪利用多光束干涉的原理,产生极锐的干涉条纹并且谐振频率对F-P腔长的变化非常敏感,根据这些特点,从利用F-P干涉仪进行激光器的频率锁定、稳频,光学倍程精密定位和纳米测量三个角度综述了在长度测量领域F-P干涉仪的发展情况;在分析主要存在的问题和解决方法的基础上,讨论了F-P干涉仪的发展方向,并指出在纳米测量中F-P干涉仪将起到越来越重要的作用。     

F-P干涉仪在长度测量领域的应用

F-P标准具和干涉仪利用多光束干涉的原理,产生极锐的干涉条纹并且谐振频率对F-P腔长的变化非常敏感,根据这些特点,从利用F-P干涉仪进行激光器的频率锁定、稳频,光学倍程精密定位和纳米测量三个角度综述了在长度测量领域F-P干涉仪的发展情况;在分析主要存在的问题和解决方法的基础上,讨论了F-P干涉仪的发展方向,并指出在纳米测量中F-P干涉仪将起到越来越重要的作用。     

大口径光学元件的精密检测技术

随着光学元件口径的增大,光学系统对精度的要求提高,传统干涉仪检测手段已经不再满足要求.为了提高制造效率,需要适当的在线检测技术和多工段检测手段.结合现阶段系统研制的需要,介绍了子孔径拼接干涉榆测技术、数字刀口检测技术以及红外干涉检测技术,分别对其基本原理和具体应用进行了分析.