干涉法测量球面曲率半径的误差分析

目前开设的牛顿环测量球面曲率半径实验中,其测量结果还不太令人满意,物理实验工作者也作过许多有益的误差分析及讨论,我们认为有些问题还要作进一步的讨论和澄清,以利提高实验教学质量。一、平面玻璃为理想平面时的误差分析用牛顿环测量球面曲率半径时,考虑到球面和平面玻璃接触处存在灰尘,实际是测量离中心较远的二个圆环的直径。并且用逐差法进行数据处理,于是得到球面的曲率半径公式为     

大口径球面反射镜曲率半径的精确测量

介绍了大口径球面反射镜曲率半径的传统测量方法,提出了利用组合测杆结合激光干涉仪测量球面反射镜曲率半径的新方法。首先利用激光干涉仪检测球面反射镜的面型,调整干涉仪与被测镜的位置,使被测镜达到零条纹干涉状态,然后架设合理长度组合测杆,调整组合测杆靠近干涉仪端测量球头的位置,使之达到零条纹干涉状态,再使组合测杆另一端测头与镜面接触完成测量,通过计算分析即可得到被测球面镜的曲率半径。对该方法的基本测量原理进行了研究分析,并对口径为600 mm的望远镜球面主镜的曲率半径进行了多次测量,测得其曲率半径均值为2 836.774 mm,标准偏差为0.071 mm。最后对该方法的测量不确定度进行了分析,找出了影响测量精度的主要因素,合成标准不确定度为0.061 mm。     

大口径球面反射镜曲率半径的精确测量

介绍了大口径球面反射镜曲率半径的传统测量方法,提出了利用组合测杆结合激光干涉仪测量球面反射镜曲率半径的新方法。首先利用激光干涉仪检测球面反射镜的面型,调整干涉仪与被测镜的位置,使被测镜达到零条纹干涉状态,然后架设合理长度组合测杆,调整组合测杆靠近干涉仪端测量球头的位置,使之达到零条纹干涉状态,再使组合测杆另一端测头与镜面接触完成测量,通过计算分析即可得到被测球面镜的曲率半径。对该方法的基本测量原理进行了研究分析,并对口径为600 mm的望远镜球面主镜的曲率半径进行了多次测量,测得其曲率半径均值为2 836.774 mm,标准偏差为0.071 mm。最后对该方法的测量不确定度进行了分析,找出了影响测量精度的主要因素,合成标准不确定度为0.061 mm。     

非等精度测量方案数据处理方法的探讨

文本结合伏安法测表头内阻实例来探讨非等精度测量方案的数据处理方法。提出了两种处理非等精度测量量的B类不确定度的处理方法,实验结果表明:这两种处理方法是合理的。     

测量球面镜的曲率半径

介绍了反射镜固定不动,而利用光线本身平行移动的方法,实现简便测量长焦距反射镜的曲率半径．当Ｒ 为１０ｍ 左右时, 测量相对不确定度为１．５％ ．     

角膜曲率半径的测量

在普通物理实验中,钢珠的曲率半径可以直接用卡尺测量.但人眼角膜是不能接触的,因此,不能用这个方法。1839年Kohlrausch曾设计了一个用几何光学的方法测定角膜曲率半径的实验[1],并得到角膜的平均曲率半径为7.87毫米.这个方法是古老的,但对于正在学习普通物理的生物和医学专业的学生来说,无疑是新鲜和有益的. 实验原理 人眼角膜是一个凸面镜,遵守成像公式.式中S、S′及R分别是物距、像距及曲率半径.图一是实验原理图,E是眼球,角膜的曲率半径为r;o及o′是作为物的两个相距为l的细缝光源,到反射面角膜的物距为u;经角膜反射后,形成相距为l′…     

特长曲率半径球面反光镜的磨制与检测

阐述了两块特长曲率半径球面反光镜的磨制与检验,并对此类镜面曲率半径的控制、面形的修磨及精度的提高进行了探讨。     

一种精确测量光学球面曲率半径的方法

在简要总结各种检测光学球面曲率半径方法优缺点的基础上,提出了利用激光跟踪仪和激光干涉仪测量光学球面曲率半径的新方法。首先,通过激光跟踪仪精确定位测量干涉仪出射球面波前的焦点和待测球面镜的曲率中心点坐标,再调整待测球面镜与干涉仪的相对位置,使待测球面镜达到零条纹干涉状态,用激光跟踪仪测定此时待测球面镜上多点的位置坐标,通过计算分析即可得到待测球面镜的曲率半径。研究和分析了这种测量光学球面曲率半径方法的基本原理,并提出了针对凸球面镜曲率半径的多区域测定平均综合优化的方法。结合实例对一口径为400mm的球面透镜进行了曲率半径的测量,测量得到其两面曲率半径分别为1022.283mm(凸面)和4069.568mm(凹面),并将该透镜进行了轮廓法测量对比,其相对误差都小于0.05%。     

高精度角膜曲率半径测量系统

为了实现成像角膜曲率计沿光轴方向的精确对准,提高角膜曲率的测量精度,设计了一种高精度成像角膜曲率测量系统。对该系统的成像光源、成像光学系统、干涉测量系统等进行研究。通过LED阵列均匀照射靶环形成光源;成像物镜采用双远心镜头,使景深变大,有利于对准测量,同时保证成像物镜的放大率不会受景深的影响;引用低相干干涉测量技术,利用低相干干涉信号定位角膜顶点和测量光源的位置,利用光栅尺监测扫描反射镜的位置,实现了角膜顶点到测量光源距离的精确测量。最后,分析了该系统成像物镜放大率的稳定性和角膜曲率测量误差,在理论基础上,做出了实验样机,用所设计的样机对标准角膜模拟眼进行测试,系统精度达到±0.02 mm,基本满足角膜曲率的测量要求。     

测量长焦距反射镜的曲率半径

测量长距离反射镜的曲率半径，不论是在验证近轴光线球面镜的成象公式还是在实践上都有很重要的意义。但是如果反射镜表面的曲率半径Ｒ＞５ｍ时，验证和测量都是相当复杂的问题。本文给出了一种很简便的测定Ｒ的方法，在曲率半径是１０ｍ左右时的测量误差是１％。     

提高基于CCD测量精度的新方法

为了提高基于CCD测量系统的测量精度,对传统的基于CCD的测量方法和测量精度进行了研究。当CCD成像平面与被测物体成一夹角α时,导出空间距离与图像像素之间的非线性关系。提出了通过标定和校准来提高基于CCD测量精度的新方法。实际结果表明,该方法可满足对大尺寸物体的高精度测量。     

球面光学样板的精度分析

光学样板是精密量具,它的精度是测量光学表面精度的核心问题。科学地制定光学样板的精度等级标准,要看光学设计发展的需要,要根据光学工艺和光学测量实践的可能。切实地保证光学样板的精度,则取决于加工制造、测量检验的正确与合理。本文拟粗析球面光学样板所含的误差,从保证精度     

柱面透镜的检验与曲率半径的测量

参考以往测量球面曲率半径的技术,提出了一种检验柱面透镜等曲面的方法。该方法的基本装置为一个节点工作台和一个小功率He-Ne 激光器。     

曲率半径干涉测量定焦误差分析

为了提高曲率半径定焦准确度,从移相干涉仪,标准镜头透射波前误差,被测光学元件表面面形误差及调整误差等方面出发,分析影响干涉仪定焦准确度的各因素,并给出各误差补偿表达式.通过对比实验发现,在猫眼及共焦位置处调整误差补偿后,离焦量及曲率半径测量结果的变化趋势由近似线性变为随机变化,同时由离焦量引入的曲率半径变化量由7.05μm减小为0.5μm.在曲率半径干涉测量中,调整误差为影响定焦准确度的主要误差源,调节调整误差可有效控制离焦量的变化,提高曲率半径测量准确度.     

微波表面电阻TC90方案的测量精度实验分析

由于超导薄膜的表面阻抗Rs这一参量对超导微波元件的设计和开发有很重要意义,测量超导薄膜的表面阻抗Rs也就非常重要.目前国际上制定了高温超导薄膜在微波波段上表面阻抗Rs电特性的标准测量方案:IEC/TC90.此方案采用介质杆谐振器法测量表面阻抗的原理,使用蓝宝石介质杆和超导膜组成的谐振器法测量超导膜的Rs.本文分析了各个测量量对标准测量方案的测量精度,分析了在12GHz微波频率下,系统的各个实际部件的加工误差.认为频谱曲线的测量误差,即背景误差对最终测量结果Rs的影响是主要的.     

微波表面电阻TC90方案的测量精度实验分析

由于超导薄膜的表面阻抗Rs这一参量对超导微波元件的设计和开发有很重要意义，测量超导薄膜的表面阻抗Rs也就非常重要．目前国际上制定了高温超导薄膜在微波波段上表面阻抗Rs电特性的标准测量方案：IEC／TC90．此方案采用介质杆谐振器法测量表面阻抗的原理，使用蓝宝石介质杆和超导膜组成的谐振器法测量超导膜的Rs．本文分析了各个测量量对标准测量方案的测量精度，分析了在12GHz微波频率下，系统的各个实际部件的加工误差．认为频谱曲线的测量误差，即背景误差对最终测量结果Rs的影响是主要的．     

提高小波变换轮廓术测量精度的方法

小波在空域和频域上均具有良好的局域化性能,适合于非平稳信号分析。在传统的小波变换轮廓术中,对基小波进行尺度伸缩,即调整子小波的中心频率,去匹配局部条纹,以获取对应的相位信息。但仅在局部位置对Morlet小波进行尺度伸缩不能最佳地提取局部相位信息。详细分析了振荡波形随高斯窗宽变化的复Morlet小波在条纹分析中的特点,提出了一种改进的小波处理方法。将所提方法的相位重建结果与基于代价函数的小波方法的相位重建结果进行比较。结果表明:所提方法综合了不同窗宽的复Morlet小波优点,具有更可靠的脊提取结果;所提的优化小波脊提取方法在条纹分析中具有更好的抑噪能力,提高了小波变换轮廓术的测量精度;计算机模拟和实验均验证了所提方法的有效性。     

提高锁相放大器测量交流磁化率精度的方法

在交流磁化率的测量实验中,互感法是常用方法,通常是利用线圈绕组和锁相放大器组合来测量样品在线圈中引起的电感变化.但这种方法其背景信号随绕组的增加而增大.本文采用2对线圈绕组并把两初级线圈反绕、两次级线圈同向绕的设计,减小背景信号,实际使用证明,经改进后测量灵敏度和测试精度都有很大提高.     

基于提高精度的量子雷达方案及其进展

定位测量一直是人们关注的问题,将量子技术应用于定位任务有望展示出经典定位方案无 法达到的优势。目前,已有部分量子雷达方案被提出,展示了科研工作者从量子信息角度对定位 测量的新思考。本文总结了部分已有的量子雷达方案,介绍了相关方案的概念和分类,并着重对 量子定位、量子照明和三维增强雷达三种方案的基本原理进行论述,同时分析了各方案的优势以 及亟待解决的问题。