马赫-曾德尔型相移矢量剪切干涉仪

为了实现对激光波面的等光程测试,设计了一个新颖的相移矢量剪切干涉仪。该干涉仪以马赫曾德尔结构为基础,为等光程干涉仪。通过在相干的两路光束中分别插入楔角方向正交放置的楔板实现矢量剪切;其中一块楔板分成两块(平板部分和楔板部分),楔板部分沿平板部分的表面移动,通过改变光程差来实现相移,2π相移所需的移动距离为几毫米的量级,该相移方法在相移精度控制上比较简单。文中还对楔板引入的横向剪切误差和相移误差进行了分析,最后给出了实验所得的一组相移干涉图。     

单平行平板剪切干涉的实验研究

从大学物理教学的角度,阐述了单平行平板横向剪切干涉的原理,在此基础上提出了一种单平行平板剪切干涉的物理实验方法,分析了实验现象,并用该方法测定了光束的发散角,将测定结果的不确定度与传统方法测定结果的不确定度进行了比较.实验结果表明:在入射光束像差较小、剪切干涉呈现直条纹图样时,光束的发散角越小,测量精度越高.剪切干涉实验引入到大学物理教学中,可以丰富光的干涉原理的教学内容,拓充干涉原理在工程技术中应用的实例.     

环路干涉仪

本文对环路干涉仪作为白光剪切干涉仪的特性作了仔细讨论,从最简单的由三平板组成的干涉仪开始,对它的白光横向剪切特性及剪切量调整方法作了分析.讨论了四平板以及更多平板组成的干涉仪的性质,尤其是四平板形成空间环路时的性质,表明可以形成任意转角的旋转剪切.同时还讨论了环路内有光学系统时的表现,表明用确定焦距的透镜或望远镜可以达到预定的径向剪切干涉.最后讨论了这种干涉仪的制造精度要求和它能达到的测量精度.本文写作于1976年,用这些思想已做过一些有意义的实验工作,并已发表在IEEE J.of Quantum Electronics,QE-17(1981)1768.     

横向旋转剪切干涉的某些讨论及其与横向平行剪切干涉的关系

本文讨论了横向旋转剪切干涉中各参量的数理关系并指出可能的重要应用。本文还建立了横向旋转剪切干涉与横向平行剪切干涉的基本关系,证明用简易单一平板剪切干涉仪可取代会聚光束中的棱镜剪切干涉仪。     

一种全方位激光束检测仪

基于单平板的两种旋转特性（绕表面中心法及绕入射光束光轴旋转）作者提出了一种任意剪切方向的全方位剪切干涉仪，这不仅对于旋转对称发光，尤其对于非旋转对称激光束的定量检测具有十分重要的应用价值，文中描述了该仪器原理，参数及应用实例。     

基于迈克耳孙干涉仪及劈尖测量透明液体折射率

提出了基于迈克耳孙干涉仪及劈尖组合的测量透明液体折射率的方法,对迈克耳孙干涉仪进行简单改装,将一个注满待测透明液体的劈尖和一个空的玻璃劈尖分别置入2个光路中.通过调节传动装置使注入液体劈尖在光路中的厚度发生缓慢变化,从而记录生出或消失的干涉条纹个数,进而测量液体的折射率.     

透镜初级球差的横向剪切干涉条纹研究

利用玻璃平行平板构成简单的横向剪切干涉仪可以观察到单薄透镜形成的准直光束的剪切干涉条纹,由干涉条纹分布求出对应的几何像差和离焦量.用焦距为190 mm的单薄透镜做实验,实验结果与计算机模拟结果符合,说明可以从剪切干涉条纹的分布求出透镜的轴向调整误差和初级球差.     

Sagnac干涉仪的几何参量计算

根据空间调制干涉成像光谱仪对视场的要求和小型化目标,通过对分体型Sagnac干涉仪的结构与光路进行分析,研究了Sagnac干涉仪的几何参量与入射光线视场角和孔径之间的关系.推导出满足视场要求的最优化几何参量以及满足横向剪切要求的几何参量修正量,并将其推广到实体型Sagnac干涉仪中,用于指导干涉成像光谱仪的结构设计与优化.     

平行平板横向剪切干涉仪装调误差的矫正方法研究

对平行平板双光路横向剪切干涉仪的装调进行了研究,提出了一种矫正两个平行平板之间角度误差的方法.输出激光的波前采用Zernike多项式拟合,经过理论推导,发现两个方向差分波前求解出的倾斜像散之差与平行平板的角度误差存在线性关系,利用两个方向倾斜像散之差来矫正两个平行平板之间的角度误差.在平行平板横向剪切干涉仪的装调过程中使两个方向差分波前的倾斜像散之差为零即可以使两个方向的平行平板之间的角度误差值为零.进一步地从实验上证明了这个线性关系,对于所用的实验系统,当离焦像差为-3.224 7±0.001 8,两个方向差分波前的倾斜像散之差波动范围为±2.0×10^-3时,平行平板的角度误差可以控制在8.82″之内,高阶像差对平行平板的角度误差调节精度的影响约为1.63″.该方法具有装调简单、精确度高,易于流程化操作的优点.     

Sagnac干涉仪的几何参量计算

根据空间调制干涉成像光谱仪对视场的要求和小型化目标,通过对分体型Sagnac干涉仪的结构与光路进行分析,研究了Sagnac干涉仪的几何参量与入射光线视场角和孔径之间的关系.推导出满足视场要求的最优化几何参量以及满足横向剪切要求的几何参量修正量,并将其推广到实体型Sagnac干涉仪中,用于指导干涉成像光谱仪的结构设计与优化.     

非球面条纹扫描式剪切干涉检验法

本文论述用横向剪切干涉仪精确测量光学非球面波象差的方法。用计算机控制干涉相位测量技术,可进行高精度的检测和实时数据分析。本系统主要由有平行平板的横向剪切干涉仪、压电式驱动反射镜、象探测器和具有图象显示的微处理机组成。剪切干涉仪产生与波面导数相应的条纹图,用条纹扫描方法进行分析。对所得数据积分,便可求出波象差。对相对孔径为f/4的非球条面反射镜进行测量,测量精度为1/32λ均方根。     

双向剪切干涉法测量高斯光束远场发散角

对双向剪切干涉理论和高斯光束传输特性进行了研究.提出了一种测量高斯光束远场发散角的方法：利用双向剪切干涉仪分别在激光传输路径上两个特定位置测出波前曲率半径,然后由曲率半径得出发散角.通过理论推导建立了相应的检测模型,并对模型进行了实验验证.实验测量和误差分析表明该方法的测量准确度能达到10″;发散角测量准确度的主要影响因素为干涉条纹宽度测量误差.     

激光波面的全息诊断

本文报道一种检测激光波面的全息干涉法。它是把扩束望远镜放在三平板环路干涉仪中,同时产生扩束和缩束的二束光,利用这两束光拍摄干涉形成的轴向全息图。通过实测再现波面焦点的位置,可给出被测波面的曲率半径,其精度可达物理焦深,约比一般干涉法的测量精度高三倍左右。同时该方法具有图像直观和空间分辨等优点。这种全息图充分吸取了三平板环路干涉仪的优点,实际上是一台白光全息干涉仪。基于不同的信息处理方法,这种全息图也可以理解为径向剪切干涉的结果。     

三平板环路干涉仪的特征及其在显微术中的应用

本文表明三平板环路干涉仪中存在一个特征矢量,它完全决定了干涉仪的表现;并求出此矢量在一些情况下的值.建议用这种干涉仪形成一种新型干涉显微镜,它可能优于过去用偏光分光干涉的方式.     

同步辐射压弯准直镜姿态的检测--大曲率半径小口径光斑的波前检测

提出了利用微小楔角剪切干涉仪测量同步辐射压弯准直镜姿态的方法。利用透镜和针孔产生与同步辐射发散度相同的激光束。通过剪切干涉仪．测量经压弯准直镜输出激光束的平行度,可将准直镜的位置、俯仰角度和镜面曲率皆调整到最佳。该剪切干涉仪结构简单,可根据条纹图样判断光束的平行度,每一幅干涉条纹图样与准直镜的一种姿态对应,因而这种方法能确定准直镜表面各点反射X射线的整体效果。该方法适用于测量波前曲率半径大竖直口径小的光束,不但精度高．而且具有实用价值。     

最小二乘法在劈尖干涉实验中的应用

基于空气劈尖干涉实验中,相邻两个级次干涉条纹所在位置处,在竖直方向上的空气层厚度差为二分之一波长,将移动读数显微镜测得的干涉条纹数据作为横坐标,由干涉条纹级次差确定的空气层厚度差作为纵坐标,进而对劈尖干涉仪中空气薄膜上表面与垂直于棱边平面的交线方程应用最小二乘法进行直线拟合,通过拟合得到的直线方程获取劈尖干涉仪所夹细丝的直径值。实验验证表明,新的实验数据处理方法结果可靠。     

大孔径静态干涉光谱成像系统(LASIS)中实体Mach-Zehnder干涉仪加工误差容限分析

简要叙述了LASIS光谱成像系统的原理和仪器构成,针对LASIS光谱成像仪像方视场与干涉数据单边过零采样的要求,通过对实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构和光路进行分析,并对比Sagnac型横向剪切干涉仪的结构,研究了该干涉仪的附加光程差与加工误差的关系,给出了附加光程差公式和误差容限公式,对探测器阵面上光程差变化的非线性效应影响进行了分析和仿真。结果表明,相比Sagnac型横向剪切干涉仪,因实体Mach-Zehnder干涉仪的非共光路特点产生的附加光程差会导致探测器上的零光程位置的偏移,为保证过零单边采样的要求,需对干涉仪的尺寸误差进行严格约束,其中组成干涉仪的两块非对称五角棱镜非对称量的匹配误差小于0.02 mm;而探测器上光程差变化的非线性效应引起的光谱复原误差小于0.2%,基本可以忽略不计。     

实体Sagnac干涉仪的设计

以嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪为例,介绍了Sagnac干涉仪的设计思想,共光路及横向剪切原理、剪切量的计算方法以及干涉仪分束面上分束区与透射区的设计.该Sagnac横向剪切干涉仪作为嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪的核心部件,经检测与在轨运行,表明设计正确,经受了包括月食低温在内的各种恶劣的航天环境的考验,获得了大量清晰的月表多光谱图像.     

双剪切波面干涉测量法

用于星间通信的激光器具有接近衍射极限的激光波面,已有的波面测量方法,在这一具体测量问题中,都存在一定限制。双剪切波面干涉测量法在雅满横向剪切干涉仪的基础上,采用四块楔形平板,将干涉图分为上下两个部分,具有不同的条纹间距,由此求出波面高度和符号,同得到单幅干涉图的其它干涉测量方法相比,它的最小可测量波高减小一倍以上。在介绍干涉仪的基本结构和原理的基础上,模拟了像差存在时的干涉图,并在实验上得到了波高为0．3A的初步结果。双剪切波面干涉测量法,可以目视判断波差的符号和估计量值,为等光程相干,适用于半导体等相干长度小的光源。     

干涉仪的微应力安装力学分析以及试验结果

干涉仪在系统中固定产生的应力会影响干涉条纹的调制度.将干涉仪的非通光面与干涉仪材料性能相同的玻璃平板胶合,做为干涉仪上下面的安装面,可以消除安装过程中对干涉仪产生的应力.选取航天通用的铸钛材料做为支撑件,可以避免恶劣航天环境中金属件热膨胀对干涉仪的破坏,采用XM31胶垫对干涉仪运输过程进行保护.整个装调中采用微应力装调.对整个系统采用工程分析软件进行了理论力学分析.结果表明,这种结构设计是可行的.同时采用2XSA60-T1000-32WL振动台,根据有关规范要求输入振动载荷,进行了力学环境试验.试验前后整个系统干涉图的MTF值基本不变.证明这种干涉仪结构设计以及微应力装调方法在工程应用上是可行的.