压电移相器的空间旋转误差建模与实验分析

通过对压电移相器在微位移过程中端面旋转的数学建模,对其空间旋转误差进行了理论分析;基于该数学模型,利用泰曼一格林干涉系统对两种不同工艺制作的移相器进行了在线检测,根据干涉条纹的旋转及间距变化,可以定量分析高精度移相器在微位移移相过程中其端面的旋转角度以及空间任意点的位移误差,并给出了相关实验结果.表明:用该方法在线检测各种不同工艺制作的移相器,对其端面上任意点由于端面旋转引起的空间位移误差检测灵敏度达到pm量级.在0～100 V驱动电压范围内进行在线移相检测,实验测量移相器的位移精度优于λ/200,对应相移精度高于0.06 rad.     

激光双焦干涉球面轮廓仪实时扫描及数据处理系统

介绍了一种双焦干涉球面扫描轮廓仪，该仪器利用计算机及自动控制系统对曲率半径从±5mm～±30mm的球面进行扫描驱动及采样，并将球面轮廊信号通过A/D转换及数据处理后显示打印表面轮廓参数。整个系统功能齐全。     

共路剪切条纹扫描干涉仪

本文论述共路剪切扫描干涉仪原理,提出两种共路剪切干涉系统及一种新的条纹扫描方法。该干涉仪能有效地对光学表面、透镜进行精密检测,特别适用于光学非球面的检测,电适用于在没有严格环境控制的加工现场,对光学元件进行实时检测。     

带扫描器的低频激光测振仪

本文论述一种测量低频正弦振动的振幅和标定低频振动加速度计的激光测振仪。该仪器具有对垂直振动台和水平振动台逐点扫描的性能。振幅测量范围为±30μ～±40mm,频率范围为0.1Hz～600Hz,测量精度为1％～0.1％。     

基于模板匹配算法的压电微位移器位移量原位测量技术

针对压电微位移器的位移量高精度测量需要,基于模板匹配算法提出了一种新颖的位移量原位测量方法。利用改进型的Twyman-Green干涉系统对压电微位移器的电压——位移特性曲线进行原位测量,根据模板匹配算法实时计算干涉条纹的移动量,进而得到对应的压电微位移量,并对相关实验测量结果进行了分析与验证。结果表明,该测量技术具有较高的测量效率以及较好的随机噪声抑制能力,其测量精度和分辨率均可达到纳米量级。该方法属于非接触式测量,具有较高的可靠性,在微位移的高精度原位自动测量中具有较好的实用性。     

恒撞击力轻敲模式AFM的设计及研究

在轻敲模式AFM中,利用DMT模型与光探针点衍射理论结合来检测微探针的振动,并对振动信号进行频率域分析,通过检测和控制信号中高次谐波分量使针尖-样品间撞击力保持恒定。测试实验表明,该系统具有结构简单、可测不同材料的样品和对软质材料样品损伤小的优点,其测量重复性可达1%,分辩力可达1~5nm。     

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,它具有更好的抗干扰能力,稳定优质的光电信号。理论分析及实测表明,该扫描力显微镜具有０．０１ｍｍ 的纵向分辩率、５ｎｍ 左右的横向分辨率。     

适于大口径精密光学表面疵病图像的拼接算法

在大口径精密光学表面疵病检测中,针对原有图像拼接算法在子孔径图像数目较多时易产生拼接错位的情况,提出了基于特征分类的多层次图像拼接算法.该算法分为特征分类和多层次拼接2部分：前一部分通过重叠区域内特征的提取和分类,将所有子孔径图像的重叠区域分为4类;后一部分针对4类重叠区域的不同特点,进行4轮拼接,最终得到全景图像.结果表明,该算法能有效避免由导轨累积定位误差和缺陷贯穿数个子孔图像的贯穿型直线特征导致的拼接错位,且较原有算法效率更高.因此,该算法对于实现大口径光学元件表面疵病的高分辨率检测具有重要意义.     

超光滑表面瑕疵的光学显微成像和数字化评价系统

提出了利用一种特殊设计的LED多光束环状分布照明光源,与显微镜组成超光滑表面元件缺陷检测的光学显微散射成像系统,获取适合于数字图像二值化处理的暗背景上的亮瑕疵图像.利用X、Y,两方向的精密移导系统对表面实施子孔径图像的扫描.在原有的子孔径图像拼接"边缘拓展法"算法的基础上,提出一种基于特征分类的多层次图像拼接算法.该算法分为特征分类和多层次拼接两个部分:通过重叠区域内特征的提取和分类,将所有子孔径图像的重叠区域分为四类;然后针对这四类重叠区域的不同特点,有次序地进行图像拼接,最终得到全景图像.并应用二元光学制作了标准比对板,以获得瑕疵正确的数字化评价依据.实验结果证明:该系统和算法特别适合在被测表面范围较大、具有微米量级分辨率的瑕疵的数字化定量检测和评价.