高精度球面检测中调整误差的精确校正

针对高精度球面检测中球面的调整误差影响,分别研究了波前离焦和倾斜所引入的Zernike像差项,并以此为基础,提出了基于Zernike系数的高精度球面调整误差校正方法.利用Zygo干涉仪对大数值孔径的待测球面进行了检测,实验中对待测球面同时引入波前离焦和倾斜误差,再分别运用所提出的校正方法和传统的消倾斜离焦校正方法得到波面数据并进行对比,进而验证了所提出的校正方法的可行性.实验结果表明,利用该方法可有效地校正大数值孔径球面存在调整误差时所引入的球面像差,并且实验中的校正精度达到了0.002λ（λ为检测光波长）.提出的基于Zernike系数的球面调整误差校正方法可降低对于调节机构的精度以及检测人员的经验要求,在高精度球面检测中具有非常高的实际应用价值.     

基于时域有限差分方法的点衍射波前误差分析

小孔的直径影响小孔衍射波前的误差,进而会影响点衍射干涉(PDI)检测的精度。基于矢量衍射理论中的时域有限差分(FDTD)方法,精确分析了可见光情况下衍射小孔直径接近以及小于入射光波长时所对应的衍射波前相对于标准球面波的偏离误差。数值仿真结果表明,当小孔的直径为400 nm时,所对应的数值孔径为0.65的衍射波前的误差峰谷值小于1 nm,而误差均方根值小于0.35 nm。随着小孔尺寸的减小,其衍射波前的误差进一步减小。仿真结果原理上验证了小孔点衍射干涉方法用于实现大数值孔径球面的高精度检测的可行性,并为实际检测中点衍射小孔尺寸的选择提供了精确的数值依据。     

一种新颖的点衍射干涉轻敲模式原子力显微镜

论述了一种新颖的原子力显微镜,它利用硅微探针的特殊结构和相关光学系统所引起的点衍射干涉现象[1]来扫描成像,因为硅微探针被用作反射型点衍射板,故光路完全共路,再结合锁相检测技术,使得该仪器抗干扰力极强且结构精巧紧凑,可适用于测试软硬不同材料样品,对软质高分子膜材料检测得到了实际的链状结构。     

用于非球面通用化检测的部分零位透镜

非球面的非零位法检测高效快速,并可实现较高精度的通用化检测.介绍了一种可用于非球面非零位检测中降低检测光波前斜率的部分零位透镜.该透镜具有较大的球差,可以显著补偿被测非球面的纵向法线像差,使得返回的检测光波前能够被探测器分辨.论述了部分零位透镜的设计过程,特别是约束控制条件以及初始结构的选取原则,并就相对口径为f/2和f/1.5的两个抛物面给出了设计实例.设计结果表明:该部分零位透镜可以对一定口径和相对口径范围内的非球面实现部分零位补偿.利用一系列部分零位镜将可以对较大范围内的非球面进行补偿,从而实现常见非球面的通用化检测.该研究对非球面的通用化检测具有重要意义.     

激光双焦干涉球面微观轮廓仪

激光双焦干涉球面微观轮廓仪是一种高灵敏度的表面粗糙度测量仪器。本文描述了利用激光双焦透镜偏振共路干涉系统及计算机自动控制系统对各种球面进行实时扫描，采样及数据处理的新技术，新仪器，实侧表明该仪器的纵向分辨率小于１ｎｍ，横向分辨率小于２μｍ。     

玻璃面板油墨厚度无损在线数字化检测系统

为了实现对玻璃面板油墨层厚度的检测,提出了一种满足工业化检测需要的玻璃面板油墨厚度无损在线检测系统。首先,基于结构光测量原理进行非接触式测量,进一步提出了基于自适应提取算法的油墨厚度数字化定量计算模型,对采集到的携带油墨厚度信息的亮线图像进行处理,该模型非常适用于非接触式数字化检测;其次,建立了完整的检测系统,将标准油墨面板作为油墨检测的评价标准,多次测量拟合定标系数;最后,该玻璃面板油墨厚度无损测量系统的最大检测厚度达23 mm,检测精度优于4 m,通过对玻璃面板油墨层厚度的检测,实现了对油墨厚度的高精度、快速、无损检测,具有广阔的应用前景。     

双灵敏度VISAR测量的一种结构计

任意反射面的速度干涉仪(V ISAR)用来测量极高速运动的物体,但是由于探测仪器响应速度的限制,使探测仪器在被测目标开始运动的瞬间,无法分辨出移过的条纹数,导致整数条条纹的丢失。解决条纹丢失问题有多种方法,其中使用双灵敏度V ISAR是一种有效方法。通常双灵敏度测试系统都使用两套独立的速度干涉仪和探测仪器,这使得装置庞大并且昂贵,同时又增加安装、调试和维护的难度。提出一种双灵敏度测试系统,只使用一套速度干涉仪和探测仪器,即单速度干涉仪上的双灵敏度系统(DSSV I)。     

扫描力显微镜中的点衍射干涉现象及其应用

本文论述了扫描力显微镜中的点衍射干涉现象,论证了硅微探针可以作为后向点衍射板并用于检测微探针变位的光学原理。根据这一原理设计了一种新型灵巧的扫描力显微镜,它具有量争孤抗干扰稳定优质的光电信号,理论分析及实时表明,该扫描力显微镜具有０．０１ｎｍ的纵向分辨率,５ｎｍ左右的横向分辨率。     

宽范围大曲率半径数字化非接触测量系统

本文提出了一种新颖的利用激光偏振干涉体系产生非接触的牛顿环并与CCD图像处理技术相结合的测量方法。可测量的曲率半径为1～25m，具有很宽的测量范围；非接触测量不会损坏高精度表面；并可测试任意反向率的凹、凸球面，而测试体系结构却非常紧凑。干涉条纹经计算机数据处理可自动、快速获得测量结果。经误差分析，测量的相对误差△R/R优于0.3%。