白光干涉零光程差位置的四步测量方法及精度分析（2004年）

5星

浏览量: 0

大小:None

文件类型：None

简介：
本文提出了一种用于确定白光干涉中零光程差位置的精确四步测量法，并对其技术细节和理论精度进行了详细分析。发表于2004年。为了研究现代干涉技术的应用，提出了一种新的测量方法来确定白光干涉中的零光程差位置，进而实现绝对长度和位移大小的精确测量。在这一过程中，我们以双光束干涉条纹间距的四分之一作为采样间隔，并采用四步测量法处理数据，从而准确地获取局部调制度的信息。利用重心算法来确定干涉条纹调制度的最大值位置，并将此点视为零光程差的位置。此外，对光电测量系统中的机械精度和光电测量精度如何影响最终的测量结果进行了定量分析。通过这种方法，在具备1%光强测量精度的情况下，可以实现10纳米级别的定位精确度。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~

客服

白光干涉零光程差位置的四步测量方法及精度分析（2004年）

优质

本文提出了一种用于确定白光干涉中零光程差位置的精确四步测量法，并对其技术细节和理论精度进行了详细分析。发表于2004年。为了研究现代干涉技术的应用，提出了一种新的测量方法来确定白光干涉中的零光程差位置，进而实现绝对长度和位移大小的精确测量。在这一过程中，我们以双光束干涉条纹间距的四分之一作为采样间隔，并采用四步测量法处理数据，从而准确地获取局部调制度的信息。利用重心算法来确定干涉条纹调制度的最大值位置，并将此点视为零光程差的位置。此外，对光电测量系统中的机械精度和光电测量精度如何影响最终的测量结果进行了定量分析。通过这种方法，在具备1%光强测量精度的情况下，可以实现10纳米级别的定位精确度。

基于白光干涉频域分析的高精度表面轮廓测量

优质

本研究提出了一种利用白光干涉频域分析技术进行高精度表面轮廓测量的方法，能够实现纳米级分辨率。该方法通过傅里叶变换处理白光干涉信号，准确获取样品表面的高度信息，适用于微纳制造、光学和半导体工业中的精密检测需求。本段落提出了一种基于空间频域分析的白光干涉测量算法。该算法通过结合相干形貌与相位形貌的信息来消除2π模糊问题，并实现高精度表面形貌测量。在频域分析中，样品的相干形貌和相位形貌可以同时被提取出来：尽管相干形貌不受2π模糊的影响，但其包含误差且精度较低；而相位形貌则能够达到较高精度的测量效果，但是存在2π模糊问题。为了克服这些问题，我们采用了一种结合相干信息与相位信息的方法来消除相位中的2π模糊现象。此外，在处理由背景噪声和光源扰动引起的局部相位突变时，本段落提出使用相邻像素点差分分析方法有效消除了这些局部的不稳定性，从而提高了测量结果的稳定性和可靠性。这一算法不需要进行复杂的计算过程，并且工作效率较高。为了验证该方法的有效性，我们从理论与实验两个方面进行了深入的研究和分析。

高效的稳定白光干涉测量技术

优质

本研究聚焦于开发一种高效稳定的白光干涉测量技术，旨在提升光学检测精度与速度。该方法具有广泛的应用前景，在微纳制造、生物医学成像等领域展现出显著优势。为了降低白光干涉法的采样数据量及计算成本，并提高测量速度，本段落提出了一种快速且稳定的白光干涉测量方法。基于对白光干涉显微镜模型的研究，我们推导并分析了光学干涉法的数学模型，明确了干涉光强函数与包络函数之间的关系。在此基础上，提出了利用增大采样间隔的离散采样点进行希尔伯特变换以提取干涉信号包络的方法，并通过采样原理确定符合该算法所需的采样间隔条件。我们进行了仿真实验来验证这种方法的有效性。实际样品中的白光干涉光强信号含有直流偏置噪声，这影响了快速白光干涉测量法的稳定性。因此，本段落采用中值滤波技术来消除背景噪声，并分析了经过滤波后的干涉光强度包络的质量。通过使用白光干涉显微镜装置采集不同倍率采样间隔下的实际样品白光干涉图像，我们比较并评估了重构出的不同三维表面形貌图。实验结果显示，该快速算法在构建三维形态方面相较于传统方法提升了20倍的速度，并且增强了系统的稳定性。

微位移的激光干涉测量系统

优质

微位移的激光干涉测量系统是一种利用高精度激光技术检测物体细微移动的设备。它通过捕捉光波变化来精确测量纳米级别的位移量，在科学研究和工业制造中有着广泛应用。激光干涉微位移测量系统是一种基于激光干涉原理的高精度仪器，用于精准测定细微移动变化。构建并优化该系统需综合考量诸多要素：如光学物理基础、检测方式设定、信号处理技术以及硬件电路设计等。首先，激光干涉的基本理论是通过将一束光分为两部分，并让这两部分沿不同路径反射后重新汇聚形成干涉图案。此原理在微小位移的测量中尤为关键，例如迈克尔逊干涉装置便是其中一种应用形式（图1）。其次，在制定具体的测量方案时，需要明确整个系统的运作机制、涉及的核心技术和信号分析流程等细节。此外，同心圆环形条纹是常用的一种干涉模式示例（图2）。再者，该系统的工作原理包括激光干扰理论的应用、光电探测器的传感输出、相位调整设备的功能性、方向识别与双向计数能力、数据量化细化技术以及模拟数字转换等环节。其中，每一步骤都对最终测量精度有着直接的影响作用。硬件电路的设计则是将上述所有概念和技术整合起来的实际操作阶段。这包括信号形式优化处理、降低噪声干扰的低通滤波器应用及放大器设计等方面的工作内容（图3）。总而言之，激光干涉微位移测量系统是一个高度专业化且复杂的设备，其性能与多种参数和组件的有效结合密切相关。

基于白光干涉技术的微齿轮几何特性测量（2013年）

优质

本研究采用白光干涉技术，针对微齿轮进行非接触式测量，精确获取其表面形貌及关键几何参数，为微机械设计与制造提供可靠数据支持。垂直扫描白光干涉(VSI)测量方法在微齿轮几何特性检测中的应用展示了其非接触、大量程、高精度及高效的特点。该技术的水平分辨率可达亚微米级，而垂直分辨率则能达到纳米量级。通过Hilbert变换法提取包络峰值来恢复被测表面的三维形貌尺寸，使得VSI方法能够精确地检测出微齿轮的各项几何特性，并满足设计中提出的精度要求。研究表明，这种测量技术适用于微齿轮的精密检测需求。

脉冲型零位光栅与差分型零位光栅

优质

本文探讨了脉冲型零位光栅和差分型零位光栅的技术特点及其在精密测量中的应用优势，深入分析两者的工作原理及应用场景。脉冲式零位光栅是一种通过特定条纹排列的光栅尺或光栅度盘，旨在为测量提供高灵敏度及高定位精度的参考点。理论上，这种光栅利用其输出的脉冲信号作为计数基准，并借助施密特电路对这些信号进行整形以实现触发作用。然而，在实际应用中，脉冲式零位光栅在定位精确性方面存在固有的局限性。例如，在测量过程中，由于气隙变化、光源强度波动以及光电元件稳定性等因素的影响，会导致输出的脉冲幅值发生变化，从而引入误差并影响最终的定位精度。为解决这一问题，提出了一种新型设计——差分式零位光栅。该类型光栅通过将两个相同的脉冲式零位光栅在空间上错开一定相位来实现。这两个光栅组通常由不透光线条和透光线组成，并且这些信号波形可以输入减法器中进行处理，从而获得稳定的触发信号——即零电平位置。由于该点是两个脉冲信号的几何关系决定的，因此具有极高的稳定性。差分式零位光栅的设计能够有效减少由幅值变化引起的误差问题。即使原始脉冲信号受到干扰并发生改变，通过相减得到的结果不会受到影响，从而保证了定位精度不受影响。在高精度测量的应用中，使用该类型的光栅可以显著提高系统的稳定性和精确度。此外，施密特电路的技术要求也非常重要，在确保零位光栅的性能方面扮演着关键角色。例如，在各种环境条件下保持稳定的触发水平，并能够应对光源强度变化等干扰因素的影响以保证高精度输出。无论是从理论分析还是实际应用的角度来看，差分式零位光栅对于需要极高定位精度的应用来说是一种理想的选择。通过信号处理技术的改进，即便在测量过程中存在一些变量或误差源的情况下，其影响也可以被最小化到几乎可以忽略的程度。总之，文章揭示了脉冲式零位光栅存在的理论限制，并介绍了一种潜在解决方案——差分式零位光栅的设计理念和技术优势。这种设计通过减少因幅值变化导致的测量误差和提高定位精度，在高精度计量领域具有重要的应用价值和发展潜力。

白光干涉信号包络的拟合算法

优质

本文提出了一种针对白光干涉信号包络进行精确拟合的新算法，有效提升了测量精度和速度，在光学检测领域具有广泛应用前景。我们使用自行搭建的白光干涉系统采集了一系列白光干涉图，并利用这些数据恢复物体的三维形貌。在处理过程中，采用包络拟合算法来提取干涉信号中的峰值信息。

单频激光干涉仪中的偏振分光棱镜误差及其补偿

优质

本文探讨了单频激光干涉仪中偏振分光棱镜的误差来源，并提出相应的补偿方法，以提高测量精度。本段落提出了一种针对单频激光干涉仪中的偏振分光棱镜（PBS）误差的在线补偿方法。研究分析了入射条件对PBS偏振特性的影响，并定量给出了斜入射条件下PBS的琼斯矩阵；同时，探讨了PBS偏振误差对单频激光干涉仪性能的具体影响。通过调整光源输入光的偏振态和改变PBS的入射角度，成功实现了PBS误差的有效在线补偿，从而提升了干涉信号对比度并抑制了非线性误差。研究表明，该方法能够有效校正PBS的偏振误差，改善干涉信号的质量，并提高激光干涉仪的测量精度与分辨率，在纳米级高精度激光干涉仪的研究和制造领域具有广泛应用前景。

光学仿真-MATLAB-杨氏双缝干涉（非局部干涉）的光路图及干涉条纹

优质

本项目利用MATLAB进行光学仿真实验，专注于分析和绘制杨氏双缝实验中的非局部干涉现象，展示其独特的光路图与干涉条纹特性。在光学领域内，杨氏双缝干涉实验是揭示光波动性的经典物理现象，在物理光学中占据重要地位，并且对于理解光的干涉、衍射以及波动理论至关重要。通过Matlab仿真可以深入探讨非定域性干涉效应，即不同空间位置间光波相互作用的现象。该实验通常涉及到一个光源穿过两个相邻缝隙产生干涉图案。在Matlab环境中，我们可以通过调整光学参数如缝宽、光源波长、双缝间距及观察屏距离来模拟这一过程，并通过改变这些参数观察到干涉条纹的变化，从而更好地理解光的干涉原理。名为Nonlocalized_Interference.m的代码文件是实现该仿真的关键部分。它可能包括计算光波叠加算法和绘制干涉图案的功能。代码中包含以下主要组成部分： 1. **光源模型**：定义光源特性如波长、强度分布等。 2. **双缝模型**：设定双缝的位置、宽度及间距。 3. **干涉计算**：使用光程差的概念，基于每个像素点上的相位差确定干涉强度。 4. **图像生成**：根据干涉强度生成二维图像以展示干涉条纹。 Untitled.jpg和Nonlocalized_Interference.jpg可能是仿真的结果图片，展示了不同参数设置下的干涉效果。这些图像是对比分析各种情况下光波行为的重要工具。此外，一份名为“定域与非定域干涉分析.docx”的文档可能详细解释了非定域性干涉的概念及其与传统定位干涉的区别，在这种效应中，相位差不仅依赖于光程长度还受其他因素如光源扩展性和各向异性的影响。 Readme.txt文件通常包含项目基本信息，包括如何运行代码、所用库及软件版本和注意事项等信息。通过这一Matlab仿真项目，不仅能直观地理解非定域性干涉现象的特性，并且能掌握利用编程工具解决光学问题的方法。这对于光电信息科学与工程专业的学生来说是一项重要的技能训练，对于提升理论知识和实际操作能力都大有裨益。