基于白光干涉与衍射实验的仿真研究

根据惠更斯一菲涅耳原理,应用MATLAB软件编程,模拟了白光通过单缝、双缝、多缝、光栅以及圆孔的干涉或衍射的光强分布图形,通过改变缝宽、缝间距、光强以及圆孔的大小,观察到干涉衍射条纹的相应变化,这与光学理论相符合.这种方法作为辅助教学手段,使抽象而复杂的物理现象变得直观、简单,有助于学生的理解,尤其是对于教学具有非常直观的作用.     

条纹扫描干涉术中白光的影响

在条纹扫描干涉中，白光光谱分布引起的测量误差是一种原理误差，本文阐述了产生这种误差的原因，并给出了模拟计算的结果，结果显示这一误差大于２０％，该误差不能忽略，必须加以补偿，文中给出了一个补偿系数Ｃ。     

基于白光干涉原理的微齿轮几何特征检测

将垂直扫描白光干涉(VSI)测量方法应用于微齿轮的几何特性检测中,该方法具有非接触、大量程、高精度、高效率等特点,水平分辨力为亚微米级,垂直分辨力可以达到纳米量级,并通过Hilbert变换法提取包络峰值来恢复被测表面的三维形貌尺寸。研究结果表明,垂直扫描白光干涉测量方法能够实现微齿轮几何特性的检测,满足设计中提出的精度要求。     

MEMS 器件的白光干涉测量

白光干涉测量法适用于 MEMS 器件的三维表面形貌测量。通过 Matlab 仿真,讨论了在局部峰点插值法中采用三次样条插值的优势,从测量速度、测量精度、抗噪能力和扫描步距等方面对局部峰点插值法与傅立叶变换滤波法、希尔伯特变换法、小波变换法进行比较。最后经过中值滤波预处理、局部峰点插值法处理后,得到器件的三维表面形貌。     

温度型光纤白光干涉传感器的研究

根据光纤白光干涉传感器的测量原理,提出了一种采用半导体热电制冷器件的温度控制电路系统并利用它进行温度测试实验.实验结果表明：这种温度控制系统在温度测量的应用中线性非常好,而且升温过程和降温过程中每一个相同的测量点基本重合,具有很好的重复性和可用性,可对温度进行准确测量.     

基于白光干涉术的微器件三维表面形貌恢复研究

白光干涉测量技术是光学测量中一种非常重要的方法。介绍了白光干涉测量的原理及系统构成,提出了基于局部峰点插值提取白光干涉信号包络的算法。对局部峰点插值提取包络算法的实现和数据处理的过程进行了讨论,得到了清晰的三维表面形貌图像。     

基于白光干涉泥岩表面形貌试验研究

基于白光干涉法,以泥岩作为研究对象,对泥岩抛光表面形貌进行了测定,并采用统计学方法和分形几何方法对泥岩抛光表面形貌二维图像的粗糙度和分形维数进行了分析。结果表明:统计学方法得到的粗糙度参数反映的是泥岩抛光表面局部形貌,不具有唯一性;分形几何法得到的分形维数是岩石表面形貌的固有参数,不依赖于测定仪器的分辨率和取样长度,具有唯一性。     

双光束薄膜干涉的定域问题

较详细地讨论了平面平行薄膜与不平行平面薄膜的干涉定域问题,并给出了数值计算结果。     

大量程光纤准白光干涉绝对测距技术

提出了一种新型光纤准白光干涉测距系统,系统由定位干涉仪和扫描干涉仪两部分组成,将目标的定位过程和测量过程分开,可实现绝对距离测量。同时,在定位干涉仪中加入光开关和多组已精确标定、具有不同光程差的光纤组,完成两级多次量程倍增,使得系统可只利用短扫描导轨(如200mm)进行大量程(10m以上)、高精度(相对精度可达10~(-5)量级)的绝对测距。     

测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法

基于新型的峰值分离算法，提出了白光干涉法（垂直扫描白光测量法）的一种新的应用——测量覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓，并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息，克服了传统光学非接触测量的缺点，拓展了白光干涉法的应用领域。这一技术可用于检测光学厚度约为1μm或以上的透明薄膜，可广泛有效的应用于半导体和LCD加工制造等需要精细测量的领域。     

利用七色光仿真白光牛顿环干涉实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab软件仿真白光牛顿环干涉实验;通过改变仿真参数,研究平凸透镜曲率半径的变化对干涉条纹的影响,通过对比入射光和透射光的仿真干涉条纹,分析色光的互补现象。结果表明,白光牛顿环干涉实验的仿真图像,颜色鲜艳而逼真;干涉条纹的间距和半径与平凸透镜的曲率有关;入射光和透射光干涉条纹为互补色。     

气泡干涉的远场分析

对透明液体、固体中气泡在激光照射下产生的一种非单心光束干涉进行了远场分析,得到了程差公式,分析了干涉的区域、圆环状干涉条纹内密外疏的原因,通过干涉的方法可以测量气泡的直径,能够用于介质深处气泡尺寸及泡内气体折射率的测量.     

迈克尔孙干涉图样分析及调节技巧

阐述了迈克尔孙干涉仪的原理,并针对迈克尔孙干涉仪的光路及调节过程中出现的干涉图样进行了分析,总结出了迈克尔孙干涉仪实验中的一些调节技巧,对学生在对迈克尔孙干涉仪进行有效而准确的调节有一定的指导作用.     

基于可见光波长颜色映射关系的棱镜色散现象写真

探讨了用计算机真实再现棱镜色散现象的技术。以Dan Bruton的工作为基础,依据MATLAB颜色显示法,建立了可见光波长与RGB的映射关系,实现了可见光波长颜色在显示屏上的再现。运用所建立映射关系,结合白光通过棱镜之光路追迹,真实再现了棱镜色散现象,实现了棱镜色散现象写真。进一步将上述方法运用于白光入射两个完全一样、相互倒置摆放棱镜实验现象仿真,得到了各色光从红到紫平行于入射白光依次从第二块棱镜出射的正确实验现象。     

基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.     

牛顿环干涉实验的改进及调节技巧

在光学实验平台上做牛顿环的干涉实验时,得到理想的干涉图样的关键是要求各光学元件共轴等高,当光轴严格垂直于牛顿环仪、与光轴成45°的平玻璃片的反射率和透射率均达到50%时(用迈克耳孙干涉仪中的背面镀有银膜的分光板代替平玻璃片,可以达到反射率和透射率各为50%这一要求),干涉图样的实验效果最好.在干涉图样的调节过程中,可以先调读数显微镜和牛顿环仪共轴等高,再调光轴垂直于牛顿环仪,然后再插入分光板(或者先粗调读数显微镜、分光板和牛顿环仪共轴等高,再调光轴垂直于牛顿环仪),最后调节光轴和分光板成45°,这样就可快速得到理想的干涉图样.     

基于白光干涉技术的黏性土真实接触面积细观试验研究

为了揭示黏性土受压时的真实接触面积及细观物理参数的变化规律,利用白光干涉技术测量黏性土在高压应力作用下的真实表面轮廓,对不同压应力作用下表面轮廓点云数据进行分析,并通过Logistic函数推导极限压缩状态下的极限值。结果表明:压缩后的黏性土真实表面轮廓呈偏态分布,存在黏性土颗粒的支撑中心及颗粒压缩接触域;在106～529 MPa的压应力作用下,黏性土实际接触面积占截面面积的比例为0.375～0.431,表观孔隙率为52.5%～55.4%,随着压应力增大,孔隙范围有集中趋势且存在极限值;在支撑中心上、下1倍粒径范围内,表面轮廓分布存在极限渐进值。     

基于MATLAB的计算全息干涉图仿真

介绍了光学全息干涉图的计算机仿真实现算法,给出了M ATLAB平台上球面波的计算全息干涉图仿真结果,并探讨了不同的实现手段.提供了制作计算全息干涉图的新手段,较传统方法实现更加便捷.     

获得清晰干涉图样的相干光极限振幅比

研究了相干光振幅比对干涉图样清晰度的影响 ,得出了获得清晰干涉图样的极限相干光振幅比和极限反衬度 ,分析了透明薄膜多束反射和多束透射光的振幅比对其干涉图样的影响。