Measurements of anomalous dispersion by the interference fringe shift

A method of measurement of anomalous dispersion near spectral lines of absorption from interference fringe shifts is described. The sensitivity and accuracy of the method is analyzed and its advantage over the hook method is demonstrated. The system consists of Rozhdestvenskii's interferometer and a diffraction grating spectrometer. The device is adapted both to photo and photoelectric recording of the interference fringes.The technique is tested on the first resonance doublet of sodium with the wave lenghts 5890, 5896 Å. For the oscillator strengths ratio ?₅₈₉₀/?₅₈₉₆ we get 2.05±0.03.     

基于波面剪切干涉原理测量微细台阶高度

提出了利用波面剪切干涉原理测量微细结构台阶高度的方法。通过在微分相衬干涉系统光路中加入偏振分光棱镜,实现了对光束的微分剪切及复合偏振。利用矩阵分析法建立了该测量系统的数学模型,根据探测到的光强信息图,由光强与干涉相位差间的关系式提取到了测量区域的相位分布值,由位相与待测物纵向深度间的转换关系式,经图像重建后通过计算得到了台阶的表面高度信息。     

利用光频梳提高台阶高度测量准确度的方法

提出一种利用光频梳和可调谐半导体激光器提高台阶高度测量准确度的方法. 通过将可调谐激光器锁定至光频梳,可对激光器的输出波长进行精确锁定与测量.基于可调合成波长链原理,利用锁定后的半导体激光器构建了一套台阶高度测量方案,该方案可消除合成波长误差对台阶高度测量不确定度的影响. 采用一台可调谐半导体激光器和光频梳进行了5000 s的连续锁定实验, 结果表明,锁定后的可调谐半导体激光器的频率稳定度达 1.8×10^-12.该方法的理论测量不确定度约为7.9 nm, 且测量结果可溯源至时间频率基准.     

Quantum interference of electrons in a ring: tuning of the geometrical phase

We calculate the oscillations of the dc conductance across a mesoscopic ring, simultaneously tuned by applied magnetic and electric fields orthogonal to the ring. The oscillations depend on the Aharonov-Bohm flux and of the spin-orbit coupling. They result from mixing of the dynamical phase, including the Zeeman spin splitting, and of geometric phases. By changing the applied fields, the geometric phase contribution to the conductance oscillations can be tuned from the adiabatic (Berry) to the nonadiabatic (Ahronov-Anandan) regime. To model a realistic device, we also include nonzero backscattering at the connection between ring and contacts, and a random phase for electron wave function, accounting for dephasing effects.     

Determining large step heights using zero-order interference fringe identification and an external cavity diode laser

Zero-order interference fringe identification is a powerful tool for measuring large step heights. In contrast to white light scanning interferometry, this study utilizes an external cavity diode laser as the light source. The zero-path difference point can be accurately identified by combining wavelength scanning interferometry, in which the laser wavelength is continuously changed, with single wavelength interferometry, in which the laser wavelength is fixed. The experimental apparatus is a two-arm interferometer containing the sample in the measurement arm. The step height denotes the distance between two locations of a zero-order interference fringe, which are obtained by continuously varying the length of the reference arm. The accuracy of a sample of 10 mm step height was found to be 0.33 μm.     

基于白光频域干涉的大台阶高度测量方法

基于白光频域干涉的基本原理,提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法,利用该方法进行台阶高度测量时,其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率,可达mm量级。在原理验证性实验中,利用该方法已经实现了最大高度为298.57 m的台阶高度测量,多次重复测量的标准偏差不超过0.03 m,最大均方根误差为0.94 m,实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。     

基于白光频域干涉的大台阶高度测量方法

基于白光频域干涉的基本原理,提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法,利用该方法进行台阶高度测量时,其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率,可达mm量级。在原理验证性实验中,利用该方法已经实现了最大高度为298.57μm的台阶高度测量,多次重复测量的标准偏差不超过0.03μm,最大均方根误差为0.94μm,实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。     

非定域干涉条纹的影响因素

针对迈克尔孙干涉仪实际产生的干涉条纹与教科书中所论述的不同,定量和定性地分析了影响非定域迈克尔孙干涉条纹的两个主要因素,使实验中观察到的现象得以合理的解释。     

An automated self-marking phase-shifting system for measuring the full field phase distribution of interference fringe patterns

A technique based on the repetition of the interference fringe pattern for the automated marking of the PZT phase shifting interference system is described. A closed-loop control is used to circumvent the inherent hysteresis and nonlinear characteristics of PZT. The whole interference system integrated under LabVIEW graphic programming environment provides users a friendly and ease-of-maintenance interface. An application of the algorithm is used to demonstrate the promotion of the Zygo GPI-LC model interferometer to upgrade its phase resolution ability.     

一种干涉条纹细化算法的改进

针对经典Hilditch细化算法处理干涉条纹有过多的毛刺和断点的不足的问题,提出了改进的Hilditch细化算法。该算法借鉴了OPTA算法中的8个模板,在每次扫描图像之前,调用这8个模板。改进的细化算法可对干涉条纹进行细化处理,细化结果相对光滑,无毛刺分叉,有利于干涉条纹的精确判读。     

Compensation of phase change on reflection in white-light interferometry for step height measurement

We present a method for compensating for the phase change on reflection in scanning white-light inteferometry that practically permits precise three-dimensional profile mapping of composite target surfaces that comprise multiple, dissimilar materials. The compensation method estimates the variation of phase change with the spectral distribution of the light source through a first-order approximation and then directly compensates for the measurement errors by performing two additional quasi-monochromatic phase-measuring interferometric measurements. Experimental results prove that the proposed compensation method is capable of reducing the measurement error in step height gauging to +/-5 nm or less.     

干涉条纹密度的计算及其应用研究

采用光的干涉方法检测曲面光学表面的加工质量时,都需要事先设计好系统光路的最佳检测技术参数,并能对检测的难度进行有效的评估,从而确保检测的精度。该研究采用了一种计算干涉条纹密度的新方法,对任意光学曲面检测的难度进行评估,并用于确定球面参考光点光源的最佳位置。以非球面为例,计算了非球面的最接近球面的半径和最大非球面度以及非球面检测时球面参考光点光源的最佳位置,说明了计算干涉条纹密度方法在确定干涉检测系统光路调试最佳条件的优越性,可为各种干涉检测系统的设计以及优化调试过程提供理论依据和分析指导。     

台阶高度测量方法研究现状及进展

台阶高度测量是目前新提出的国际计量比对项目之一,当前的趋势是向纳米量级精度发展并尽量扩大测量范围。在分析现状和背景的基础上,大致归类了测量台阶高度的几种光学方法,着重介绍了其中绝对干涉方案的最新进展,从测量原理、测量精度以及量程等几方面比较了它们的优缺点。在此基础上提出以可调谐半导体激光器作为光源,采用可调合成波长链法实现纳米级精度毫米级量程的台阶高度测量,详细分析了方案的原理误差,得到最后的结论。     

载波全息干涉图的自动分析

用正交相干相位检测法实现了载波全息干涉图的自动分析.讨论了分析载波条纹图的边界效应,提出了一种易于在微机上实现的条纹图外插算法.最后给出了一幅实时法载波全息图的分析结果.     

利用激光干涉条纹对透明玻璃碎片进行同一认定的研究

两块或多块玻璃是否同属于一块玻璃，是在刑事检验鉴定中经常遇到的问题。由于透明平面玻璃的折射率均匀，干涉条纹有明显的规律和较强的连续性，其干涉条纹只受厚度的影响，所以，利用激光作为光源，采用干涉条纹法，通过比较玻璃干涉条纹的形状、特点、取向是否一致以及接口处的干涉条纹是否连续、规律、无重叠现象、是否吻合对接等特征来判断两块或多块玻璃碎片是否同属于一个整体。干涉条纹法是一种较好的同一认定手段，并在检验鉴定实践中得到了证明     

基于干涉条纹图像对比法测量微位移

研究了基于迈克尔逊干涉条纹对比法测量微位移的实验。用He-Ne激光器、反射镜和分束镜组成的干涉光路,其中一个反射镜固定在被测物体上,通过被测物体的移动带动反射镜移动使干涉光路发生变化,从而导致干涉条纹的改变。在形成干涉条纹的位置利用线阵CCD采集干涉条纹图像,用序列图像对比的方法对图像进行处理和计算,得出被测物体的微位移。实验表明利用序列图像对比的方法测量微位移,方法切实可行、测量准确度高、测量的精度能够达到微米量级。     

Speckle averaging by phase shift for digital shearography fringe

ＳｐｅｃｋｌｅａｖｅｒａｇｉｎｇｂｙｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｓｈｅａｒｏｇｒａｐｈｙｆｒｉｎｇｅＦ．Ｃｈｅｎ；Ｙ．Ｙ．Ｈｕｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯａｋｌａｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｒ...     

双光束干涉条纹间距的在线测量

双光束干涉是物理光学中的重要内容，也是全息光栅制作的光学原理．本采用CCD光电传感器^[1]在线测量双光束干涉条纹间距的方法，来确定全息光栅常量的实验原理及实验装置，对了解全息照相及计算机在线测量技术是有益的。     

玻片厚度对迈克耳孙干涉仪干涉条纹的影响

探讨了在迈克耳孙干涉仪反射镜M2前加入不同厚度的玻片,对干涉条纹级数变化的影响. 实验表明,对于不同的反射镜M2到透镜的距离,改变反射镜M2前玻片的厚度,存在干涉条纹的疏密变化从不断陷入变为不断冒出的临界位置. 通过实验得出了临界位置与两反射镜间距的关系.