Hartmann-Shack传感器组装误差分析

 分析了Hartmann-Shack传感器组装误差的种类，导出了旋转误差和倾斜误差的校正矩阵，在进行波前重构时乘以校正矩阵可以校正对应的组装误差。分析了两种由于组装误差导致的波前重构的相对误差的公式，并以含52个子孔径的圆形Hartmann-Shack传感器为例进行了数值模拟。研究结果表明：若不对两种组装误差进行校正，将会限制Hartmann-Shack传感器测量精度的进一步提高。为Hartmann-Shack传感器的装配提供了理论依据。     

罗兰光栅在光谱仪中对接收能量的影响分析

罗兰光栅作为罗兰光栅光谱仪的核心分光元件对整个仪器至关重要,罗兰光栅在制造和使用过程中主要存在刻线误差、光栅的曲率半径误差和定位误差。采用光线追迹的办法分析罗兰光栅的各种误差对罗兰光栅光谱仪接收能量的影响。结果表明:曲率半径误差对Ⅳ型罗兰光栅光谱仪影响较小,刻线误差必须控制在-0.2~0.15l/mm刻线以内,x方向定位误差严格控制在-0.055~0.025mm之间,y方向定位误差控制在-0.03~0.015mm之间,罗兰光栅光谱仪对光栅绕z轴旋转误差最为敏感,控制在10-3度量级。通过对罗兰光栅误差的分析,为罗兰光栅光谱仪的高效利用和研制奠定了基础。     

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用SURFMN和SURFMN_TFCOIL代码计算了由HL-2M装置磁场线圈安装误差产生的误差场。根据国外托克马克装置TF和PF线圈安装误差的取值范围,以及HL-2A装置安装的经验,计算选取的TF线圈和PF线圈最大位移范围为3~8mm,最大倾斜角度为0.05~0.1°。选取9组数据计算了误差场的概率密度分布和累计概率分布。结果发现：在TF和PF线圈安装误差取值范围内,随磁场线圈最大移位增大概率密度显著变平,误差场B3-mode/BT的分布范围显著增大;磁场线圈的位移比倾斜对误差场的影响更大;当磁场线圈最大位移达到5mm时误差场大于2×10-4的概率都比较大,特别是线圈最大位移等于8mm时,误差场大于2×10-4的概率在60%以上。     

浅谈两个误差公式的证明

在误差理论中,Bessel公式σ_x~2=1/n-1 sum from i=1 to n(x_i-x)~2 (1)是估算测量列x_1,…,x_n方差的基本公式(式中x=1/n sum from i=1 to n x_i为平均值).对于它的证明,一般有两种方法:一种按误差是随机变量的观点,通过求上式的数学期望来证明。这对不熟悉概率论的初学者(例如大学低年级学生)来说,恐怕不易接受。另一种是按方差的下述定义:     

怎样更切合实际地应用误差理论

引言本文提出了一系列误差处理方法。包括:误差的观察和计算、最佳取值判据、利用误差分析的结论来改进实验。总之,本文力图进一步从与客观严格对应的数据的角度提出分析和改进实验的方法。一、必须在实际条件中全面地估计直接测量量的误差例:对于0.1℃/div的精密温度计,出厂标称允许误差为0.05℃,则对于温度误差的估计一般不小于0.05℃。实际上,在看温度计时,由于眼睛的高度以及温度计的垂直程度难以掌握,所估计的误差可以是0.1℃。而对于一平均降温率为0.1℃/min的容器,若延误读数在5分钟以内,则可估计误差为     

旋转式惯导系统等效惯性器件误差补偿研究

针对旋转式惯导系统导航误差随时间发散的问题,提出了一种等效惯性器件误差计算和补偿方法。该方法基于惯性导航系统误差模型和惯性导航等效误差特性,分析导航经纬度误差的直流分量、地球振荡项和时间发散项,计算主要等效惯性器件误差。经过等效惯性器件误差补偿后,经度误差发散被抑制,纬度误差的振荡幅值由0.4’减小到约0.15’,导航精度提高了62.5%。实验结果表明,利用该方法在导航系统中补偿等效惯性器件误差,可以抑制经度误差发散,减小纬度误差直流分量和地球振荡幅值,提高惯性导航精度。     

天文导航航向误差的数理分析

天文导航的航向误差与水平基准、载体位置的精度密切相关,以天文导航三角形的物理意义分析了天文导航测定航向的原理,推导了天文导航测定航向的精度与水平基准误差、载体地理位置误差等环节之间的公式,为天文导航仪器选择测量天体和提高精度提供了理论依据.     

HL-2M装置磁场线圈安装的误差场计算

Error field caused by non-coaxiality among poloidal and toroidalfield coils on HL-2M tokamak is calculated with SURFMN and SURFMN_TFCOIL code. According to the coil installation error chosen by international tokamak and the installation experience of HL-2A tokamak, the maximum shift distance of poloidal- and toroidal-field coils on HL-2M tokamak is chosen 3~8mm, and the maximum tilt angle of that is 0.05~0.1 degree. The probability density and accumulative probability of error field are calculated with the maximum shift distance 3mm, 5mm and 8mm respectively, and the maximum tilt angle 0.05, 0.075 and 0.1 degree respectively. The results show that: (1) the probability density distribution become flat and the range of error field B_3-mode/B_T is enlarged significantly with the increase of maximum shift distance of field coils; (2) the shift of poloidal- and toroidal-field coils influences error field more heavily than tilt does; (3) when the shift of poloidal- and toroidal-field coils reaches 5mm, especially 8mm, the error field is more possibly reach 2×10^-4.     

关于误差合成公式——教学笔记（之二）

关于误差合成公式──教学笔记（之二）龚镇雄，刘俊刁（北京大学物理系）（惠州大学物理系）１．借用全微分的误差传播向来，各种物理实验教材中都借用全微分公式作为误差传播公式．Ｎ为ｘ、ｙ、ｚ的函数，即Ｎ＝（ｘ，ｙ，ｚ）其全微分或取对数后再全微分（２）、（３）...     

混沌系统的时间延迟同步误差分析

对Pecora和Carroll的混沌自同步方案的延迟同步误差进行了研究.在计算机上对Lorenz混沌系统伪装的延迟同步误差进行了模拟:给定系统参数,对应不同延迟时间,得出了均方误差与采样步长的关系曲线;给定系统参数和延迟时间,对应不同采样步长,得到了混沌时间序列的误差曲线;给定采样步长,对应不同的系统参数,获得了混沌时间序列的尺度效应和均方误差与采样步长的关系曲线.提出了减小延迟同步误差的一些方法,得到一些对混沌同步和混沌控制应用有意义的结果. 关键词： 混沌同步 时间同步 误差分析     

A new synchronization control method of wafer and reticle stage in step and scan lithographic equipment

Quality of exposures in step and scan lithographic equipment (scanner) highly depends on the synchronization of wafer and reticle stage. In order to increase the synchronization between the two stages, a method of increasing the correlation through reducing the phase difference between the tracking errors of the two stages is presented. Theoretical analysis with respect to application of increasing the correlation coefficients is performed. Validation of this process is verified through simulation and the results indicate that the moving average (MA) and moving standard deviation (MSD) of the synchronization error can be reduced effectively through our method.     

PIE成像中周期性重建误差的研究

本文分析了PIE技术中周期性误差出现的根本原因,并在此基础上提出一种能明显减小此种误差的方法.通过将现有PIE成像技术中的定步长二维周期扫描变为步长和方向都不确定的随机二维扫描,可以根本上去除样品重建像中的周期性误差,从而得到准确的相位和振幅像,对提高PIE成像的精度有较好的现实意义.     

激光器特性在痕量气体检测中的影响

研究了激光器扫描步长和线宽两种特性对可调谐半导体激光吸收光谱检测系统的影响,理论上推导出激光与气体吸收谱线的作用原理,分析出扫描信号(锯齿波)的台阶间隔和高度影响激光器中心波长的扫描原理.设定了仿真参数,仿真出锯齿波台阶数与最大扫描误差关系曲线,得出扫描信号的一个周期内具有4000个台阶时,半高全宽(FWHM)大于0.01 cm-1,误差小于1‰;仿真出激光器线宽与最大幅值、线宽误差关系曲线,给出线宽误差最大为1%,0.5%时激光器线宽对应的最小FWHM.在温度系数n取0.9,大气展宽系数γair取0.005的条件下,给出温度T,压强P与FWHM关系图,推出了适用的压强与温度范围.为指导选取激光器与气体吸收谱线、提高系统检测限提供了相关理论依据.     

基于相位相关性的傅里叶变换光谱数据的相位误差修正方法

 相位误差的校正是傅里叶变换成像光谱仪数据处理的重要环节之一。针对干涉曲线的对称性特征,利用相位相关性计算方法,提出一种新的傅里叶变换光谱数据的相位校正的方法。将相位相关性拟合为Sinc函数,计算亚像素的偏移量,采用离散余弦变换转换到光谱域。使用标准光谱库中的源光谱数据作为原始数据,将通过离散余弦变换仿真的干涉数据与该方法得到的结果进行比较和验证,并与Mertz方法进行了对比。结果表明：该方法精度优于Mertz方法,并且计算简单。     

基于数值模拟的高准确度五步相移算法研究

传统五步算法具有很好的准确度,但必须满足测量中无法实现的等步长相移条件,这在实际测量中无法使用。为此在双光束干涉原理的基础上,提出了一种改进型的五步算法,实现了在10 nm范围内任意步长的算法高准确度。通过数值模拟,结果表明:对于1 nm的步长测量误差、0.1%的信号测量误差,改进型五步算法的算法准确度优于0.001个相位周期,而且不需要等步长相移控制。改进型五步算法不仅技术上更易于实现,其结果也更加可靠,对于指导精密测长的实验和研究工作具有十分重要的意义。     

空间差分格式对有限体积法数值散射的影响

数值散射是辐射传递方程近似算法中最常见的离散误差。本文主要讨论空间差分格式对有限体积法数值散射的影响。构造激光平行及倾斜入射的物理模型,验证和比较阶梯格式、中心差分格式及指数格式下温度场的计算精度及数值散射特性。计算结果表明,在激光平行入射与倾斜入射两种情况下,阶梯格式引起的的数值散射比菱形格式及指数格式要多,但其计算精度高于菱形及指数格式。不同激光入射条件下,各种差分格式表现出的数值散射分布有明显的差异。     

几种任意步距步进相移算法的误差分析与对比

介绍了到目前为止的几种任意步距步进相移算法,并针对相移干涉仪的两种主要误差———移相误差和探测器非线性误差进行了计算仿真,进而比较分析了它们对这这些误差的抑制能力,其结果可为实际应用合理地选择算法提供理论依据。     

探测器像素尺寸对PMP测量精度的影响研究

以阶跃型反射率分布为例，分析了像素尺寸对相位测量轮廓术（PMP）测量精度的影响情况。仿真结果表明相位测量误差大小随感光单元覆盖的相位范围增加而增加，即采用高分辨率探测器可以得到高的测量精度；相位测量误差大小与阶跃在感光单元上的位置有关，存在导致最大误差的位置，并且该位置与阶跃相对幅值有关；相位测量误差大小随阶跃相对幅值增大而增大，偏向反射率高的方向。研究结果为PMP测量系统设计中图像探测器选择、测量精度评价提供了依据。     

迈克尔逊干涉仪测波长的一种便捷方法

提出了迈克尔逊干涉仪测波长的一种便捷且精确的测量方法。利用自制的光电计数及电机控制装置,在短时间内无须任何数据处理便可由计数器直接读取待测光源波长值。该方法不仅实现了条纹的全自动计数,又简化了干涉仪繁复的读数环节,更消除了仪器的零点误差。