三块光学平面间的互检

在等厚干涉实验中，我们可以利用两平面间空气隙所产生的干涉条纹数目来确定微小厚度（如金属箔纸的厚度），等厚干涉原理在光学加工、计量中的应用非常广泛．现介绍“三块互检法”在光学测量中的应用在光学测量中，常常需要检测平面光学零件的表面面形精度，通常的办法是用一块标准平面平晶（俗称标准样板）来检测．标准样板的工作面与光学零件待测面贴放一起，在白光或其他光源照射下；能够在两接触面上观察到干涉条纹．因为标准样板面形精度很高．可以认为观察到的干涉条纹数即为待测光学零件平面的面形精度，精度干涉条纹总数XA／2．平…     

光学干涉仪测量极限的本科实验教学演示研究

光学干涉仪是广泛应用于量子精密测量的一种重要的光学仪器,然而由电磁场真空涨落引起的光量子噪声,限制了光学干涉仪的测量精度。为了获得更高的测量精度,测量并分析光学干涉仪的性能成为必然,其中信噪比和最小可探测值是目前最常用的分析光学干涉仪性能的主要参数。然而,在目前本科实验教学中,光学干涉仪通常被用于观察光干涉原理,缺乏对光学干涉仪性能分析的实验演示,因此本文利用Mach-Zehnder干涉仪,测量相位调制器引起的相位差变化,实现光干涉原理验证的同时,重点演示了光学干涉仪信噪比和最小可探测值的测量方法。通过本实验,本科生一方面可以直观地掌握光学干涉仪性能参数的测量方法,另一方面掌握提高测量精度的实验技术手段,为量子精密测量技术的进一步发展提供人才储备。     

测量模板误差的消除

测量模板(样板)的制造误差有时接近于一个完工光学零件所要求的误差的量值。在本文里我们讨论从测量模板误差和完工光学零件误差的综合波前中去掉旋转不对称测量模板误差的问题。     

衍射光学元件衍射效率的测量

根据衍射光学元件衍射效率的测量原理,建立衍射光学元件衍射效率测量的双光路装置,简要介绍了双光路测量的优点。针对衍射光学元件衍射效率的测量装置,讨论了影响衍射效率测量精度的因素,合理地选择测量装置中的针孔光阑,即可以让主衍射级次的光全部通过被探测器接收,又可以滤掉次级衍射光,保证测量结果的准确度。针对所设计研制的一个折衍射混合成像光学系统,测量了可见光波段3个激光波长的衍射效率,并对测量结果进行了模拟和分析。在473～632.8nm波段范围内任意一个波长处,衍射效率的测量结果同理论值的偏差均小于5.0%。实验证明,双光路测量装置可以用于测量衍射光学元件的衍射效率。     

多波长表面形貌测量系统中波长校准方法

表面形貌测量在光学元件加工制造和表面功能特性评定等方面有着非比寻常的意义。设计一种三波长轮换的表面形貌测量系统,与传统的白光相移干涉扫描等方法相比较,能够有效扩大测量深度以及形貌精度。多波长测量中波长带来的误差会极大的影响测量的精度,需要准确的校准波长。围绕三波长轮换表面形貌干涉测量系统,提出了利用平面镜干涉图校准三个滤光片波长的方法。通过对粗糙度样本的测量实验及计算结果显示:用校准后的波长计算标准方波样板得到的表面粗糙度数据与未使用为校准波长测得的结果相比其精度提高了1.3%,与标准数据相比较其相对误差仅为4.1%。     

自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统与精度建模

为了解决自由曲面光学透镜光学表面面形的高精度测量问题 ,提出了一种可用于自由曲面光学透镜面形测量的图像变换光学曲面面形测量系统。从测量系统的测量原理出发 ,分析了测量过程中各种误差对测量精度的影响 ,推导出了自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统的测量误差公式 ,建立了自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统的测量精度数学模型 ,得到了该测量系统具有很高测量精度的结论 ,并且用实验给予验证。     

读者信箱

<正> 答读者透镜光圈数N与其半径误差dR有何关系? 大家知道,在光学零件加工中,通常用“光圈”来测量球面的曲率半径的误差。“光圈”检验是用玻璃样板进行的,如图所示。将一块作为标准的“工作样板”放在被测透镜的球面上。工作样板的曲率半径(R)     

借助УИМ—23型显微镜检验光学零件非球面的干涉检验法

目前,光学零件非球面的已知检验法是用YHM-21型测量显微镜在反射光下进行检验。采用这种方法检验时,表面的极限曲率为4°,此值用显微镜的前孔径角来保证。我们所研制和采用的检验方法是在透射光下进行检验,这种方法对被测表面的最大曲率实际上是没有限制的。用检验标准样板所检验的精度为±0.3干涉环。УИМ-23型显微镜检验非球面所用的夹具如图所示。夹具安装在显微镜座上。显微镜的照明灯换成ДHaC-18光谱灯,加大光线的相干长度。     

光圈的识别

抛光工人在抛光中很主要的一项工作就是控制光学表面的光圈,包括光圈数N和局部光圈数ΔN。满足光圈的要求是为了保证光学系统的成象质量。光圈数N表示光学表面曲率半径误差的要求,而局部光圈数ΔN表示光学表面(球面或平面)的不规则程度。抛光工人要修改光圈,控制光圈,那末首先就应该识别光圈。光圈是由于样板表面与工件被检查表面     

怎样使用接触式球径仪准确鉴定球面标准样板的精度

<正> 国家标准《光学样板》(GB1240-76)颁布实施已经三年多了。标准规定球面标准样板精度分A、B两级,并分别规定了它们允许的曲率半径误差和光圈数N以及光圈不规则△N的     

读者信箱

答读者 1.光学样板常用什么材料来制作? 光学样板是复制工作样板或检验零件的基准量具。光学样板材料选择的好坏是能否顺利加工和保证质量的关键。一般应考虑以下几方面的要求:(1)应具向较高的抗磨硬度;(2)具有很小的热膨     

激光跟踪测量系统中的光学误差分析

论述了在激光跟踪测量系统中由跟踪转镜机构和猫眼逆反射器产生的光学误差,并分析了它们对测量结果产生的影响。通过仿真得到了"计算中心点"的坐标。利用光学理论计算了跟踪转镜机构入射光束偏心和镜面偏心产生的误差。从猫眼的球度误差、材料折射率误差和光学中心误差几个方面对猫眼产生的光学误差进行了分析。结果表明,猫眼的误差对测量精度影响较大,因此要求猫眼精度要高。     

提高球面曲率半径测量精度的方案探讨

本文讨论了激光球面干涉仪以及数字干涉仪在球面曲率半径测量中的应用,同传统的球面样板检测进行了比较,分析并计算了两者的测量精度,给出了提高球径仪测量精度的原则性方案.     

基于光学测量手段实时动态测量船体水平姿态

针对测量船传统实时水平测量方法精度较低（≥10.0″）的问题,引入了基于光学测量手段的动态实时船体水平姿态测量方法。采用＂光学编码精密测角＋惯性同步复示平台＋水平误差检测工具＂的设计模式,保证了跟踪的稳定性,提高了测量精度。实验结果表明：提出的方法可以提供比传统惯导系统更稳定、精度更高（纵摇5.37″,横摇3.60″）的船体水平姿态数据;可以作为一种普遍适用的运动载体精密水平测量监测手段,为运动载体实时提供高精度的水平基准信息,或用于运动载体惯导水平精度鉴定等。     

基于机器视觉的雷达测角精度评估系统

利用光学成像原理,设计了基于机器视觉的雷达测角精度评估系统,主要包括光学部分(CCD相机)、图像采集部分和图像处理与目标角度信息提取部分等;机器视觉的定位成像和高精度测角,保证了该系统能在紧缩场中对雷达系统进行自动化、高精度、实时的角度测量校准和测量精度评估试验;理论分析和仿真结果表明,补偿由于雷达系统和机器视觉系统安装位置不同引起的角度测量偏差后,在正常的实验测量误差条件下,基于机器视觉的角度测量校准和评估系统能达到0.005°的校准和评估精度。     

基于白光干涉的光学球面半径测量研究

光学球面曲率半径是决定光学球面光学特性的重要参量,通过测量光学球面的曲率半径，可以审核光学元件设计制造质量。在基于白光干涉理论基础上，将莫尔光栅位移测量系统及CCD数字图像采集处理系统集成到迈克尔逊干涉仪上，利用CCD数字图像处理技术，构建了光学球面曲率半径自动测量系统。该测量系统对于大曲率半径的光学球面测量精度较高；对于半径R＝71.2037mm的光学球面,其测量标准误差σR＝0.4723mm。实验结果表明：设计的光学球面自动测量系统可以对大曲率半径光学球面实现高精度测量。     

基于超精密机床的光学自由曲面原位测量方法

原位测量是提高光学自由曲面面形精度的重要手段,对于提高加工效率、实现加工过程自动化具有重要意义。由于面形的复杂性,光学自由曲面原位测量一直是超精密测量领域的难题。提出了一种基于超精密机床的光学自由曲面原位测量方法,测量系统由LVDT气浮式传感器、红宝石探针和数据采集部件组成,采用螺旋线方式进行加工及测量路径的设计,通过运动控制接口实现机床坐标和测量数据的实时同步采集,快速精确地获取测量数据。实验结果表明,所加工的双正弦自由曲面的面形误差在±0.5μm范围内。     

电影经纬仪的光学整体设计——光学方案的考虑

本文详细地分析了电影经纬仪的主摄影和分支系统各种光学方案的特点及其对测量精度的影响。     

自动测量超光滑光学表面积分散射的积分散射仪

介绍了一种能自动测量超光滑光学表面积分散射率的积分散射仪。它既能测量光学膜片,同时也能测量光学基片的积分散射。核心部件是一个光学积分球,其作用是收集散射光。对积分散射理论以及仪器原理、关键技术和系统性能等进行了阐述。相对测量精度为±11%,灵敏度为2.3×10-6。     

用晶体斜劈方法测量石英波片相位延迟的温度特性

介绍了一种基于晶体斜劈的偏振光相位延迟量的精密测量方法,并将该方法用于测量零级和多级石英波片相位延迟量的温度特性。该测量方法不受光源功率波动的影响,相位测量精度可以达到0.05°。相比于传统的测量方法,晶体斜劈方法在相位测量过程中无需调节光学元件,可以实时地测量相位变化,而且该方法可用于任意光学元件引入相位延迟的精确测量,或推广到不同的光学波段。