数字化玻璃表面检测系统的研究

本研究把传统光学方法与现代数字化图象技术相结合,运用先进的数字化图象处理手段和Zernike多项式拟合干涉波面方法进行干涉图象的计算,并在理论上有较大的突破,从而可快速准确测量出光学平面玻璃表面的平整度以及对其它技术指标的定量评定.本研究所架构的光学平面玻璃表面检测系统的精度达到了λ/100,灵敏度为λ/1000.     

示波谐振法测电容的研究

示波谐振法测量电容就是用示波器观察RLC串联电路的谐振现象来确定待测电容的值,是测量电容的一种简便方法.理论和实验研究表明,测量灵敏度对测量结果影响较大,电路中标准电感L和标准电阻R的取值对电路灵敏度有较大影响,而电路灵敏度引入的测量不确定度,对测量结果总不确定度影响较大.当L和R的取值使Q≥3时,电路灵敏度已足够高,一般已满足测量的要求.     

“强光”1号Z-Pinch实验一维空间分布X-Ray辐射特性

测量零功率堆中子衰变常数α（负λ参数）通常用罗西一磁或随机脉冲源法等。但这些测量方法费时较长，为适应实验需要进行了瞬态测量方法研究。瞬态法负λ测量的特点：需要一个高强度、窄脉冲外中子源（比如说DPF中子源）；测点处有很强的直照中子和散射本底，比被测信号高3个多量级；进行负λ测量时必须对探测器进行屏蔽，为减少屏蔽体体积开展了门控PMT负λ测量技术研究。     

基于莫尔理论的双波长全息干涉术分析

当用双波长全息干涉术通过单次曝光法或双曝光法对物体进行测量时 ,其效果相当于用一个等效波长λeq=λ1 λ2 /|λ1 -λ2 |对物体进行测量 ,扩大了测量波长的可选范围。采用莫尔理论从一个全新的角度对双波长全息干涉术的基本原理进行了分析和探讨 ,不仅揭示出了二者之间存在着的必然内在联系 ,而且还进一步证明了双波长全息干涉术的准确性和可行性 ,从而扩展了双波长全息干涉术的应用领域     

荧光粉相对亮度测量的色修正

由于很难将光接收器的相对光谱灵敏度S(λ)调到与CIE标准观察者V(λ)完全一致,不同荧光份又具有不同的相对光谱功率分布,因此测量荧光粉的相对亮度与测量其它光度量一样,必须进行色修正。本工作针对实际使用的光接收器和相对光谱功率分布不同的几种荧光粉的相对亮度计算了色修正系数。     

超导薄膜磁场穿透深度的精确测量

磁场穿透深度λ是超导体的一个基本参数,目前,一般测试穿透深度的实验只能给出其变化量Δλ＝λ（Ｔ）－λ（０）,而不能得到λ的绝对值．并且由于测量精度的限制,用给定的理论模型拟合实验结果而得到的λ也有很大的不确定性．本文对此进行了详细的分析,并用双线圈互感法研究了超导薄膜穿透深度的精确测量,并给出了磁控溅射Ｎｂ膜的测量结果．我们的研究表明,这一方法能较为准确地给出λ的绝对值,从而避免了以往的测量及拟合所导致的不确定性．基于ＢＣＳ理论并考虑样品有限的电子平均自由程后,理论计算结果与我们的测量结果吻合较好     

激光束偏转法非球面面形测量和计算

提出了一种综合测量非球面面形的激光束偏转法 ,针对不同类型的非球面 ,共提出了三种方案 :平移法、转动法和平移转动法。该方法可测各种非球面 ,通用性强。并对激光束偏转法中对面形测量精度有极大影响的激光束反射角的测量作了重点介绍。实验结果显示 ,该方法测量精度达到λ/5～λ/10 ,接近干涉法的水平     

弱磁材料磁测线圈的设计

一、引 言 测量磁化率的仪器和装置是多种多样的[1,2].提高测量灵敏度,尤其对弱磁性材料,是一个十分重要的问题.提高冲击法测磁灵敏度的主要途径有;选用灵敏的积分器,增加磁场以及合理地制作测量线圈.本文仅就后者进行讨论. 二、测量线圈 在一般冲击法测量弱磁材料磁性的装置中     

三维形貌测量的扫描相移法研究

物体三维形貌测量中常用的光切法的主要优点是易于实现扫描测量大型物体表面,缺点是光刀中心位置难以精确确定;相移法的主要优点是可以用较宽的光栅提高测量的灵敏度与准确度,具有测量速度快和较好的抗静态噪声的能力,缺点是当待测范围较大时,采集图像的像差较大,不利于大型物面的测量.将这两种方法有机地结合起来,取长补短,提出了一种扫描相移法.实验结果表明,这个方法不但适用于长形大物面的形貌检测,而且又大大地减少了图像采集系统畸变误差的影响,从而提高了检测准确度.     

利用热探针在现场同时测定松散介质α和λ的“加热-冷却法”

本文对利用热探针法现场测试导温系数α和导热系数λ的灵敏度作了分析,提出一种可以有效地同时测定α和λ新的“加热-冷却法”,并通过优化分析得出相应的最佳测试参数.文中也报道了一些测试的结果和相互比较.     

折射率介质在制栅和云纹干涉法中的应用

利用光在折射率介质中传播可以减小光波波长的性质，提出用折射率介质法制作高频全息光栅技术，使光栅频率突破理论极限２／λ；并将折射率介质应用于云纹干涉法中，当试件栅频率为６００１／ｍｍ时，虚栅频率可达到６０００１／ｍｍ，利用其±５级衍射光进行干涉，测量灵敏度由０．８３μｍ提高到０．１６μｍ。     

用毛细管焦点法精确测量微量液体的折射率

介绍了用毛细管焦点法精确测最微量液体折射率的一种新技术.该技术基于共轴球面光学系统的成像原理,用LED(λ=580 nm,FWHM为32nm)为测量光源,用CCD为像接收装置.一次测量样品需要量小于0.002 mL.待测样品封闭在毛细管内测量,有利于对毒性、挥发性和吸湿性强的液体介质折射率的测量.用此技术对纯水、乙醇、乙二醇和丙三醇样品的折射率做了测量,测量精度分别为0.0001,0.0002,0.0003和0.0003.论文在分析实验装置的测量灵敏度和成像景深基础上,提出了进一步提高测最精度的方法.     

适用于非常规工作环境中热释电型激光能量计的研制

现有的激光能量计传感器灵敏度系数都与其所处环境温度有关,在-50℃～70℃的温度范围内,灵敏度偏差较大,直接影响测量结果。为了达到消除环境温度的影响,采取在不同环境温度下对热释型能量计的灵敏度进行校准的研究方法。该校准方法与普通激光能量计的校准方法的不同之处在于对热释电型能量计进行校准时,温度由室温扩展到-50℃～70℃的温度范围。利用环境试验箱,每隔10℃固定一个温度点,进行激光能量的测量实验,得到各个温度点所对应的灵敏度修正系数,再借助最小二乘法建立起各个温度点上能量计灵敏度系数同环境温度的函数关系,从而实现了-50℃～70℃的温度范围内激光能量的准确计量。研制能直接工作于非常规工作环境下的热释电型激光能量计,对解决激光能量测量的外场需求有一定现实意义。     

光电探测器相对光谱灵敏度测试方法的研究

本文在全面比较了各类光电器件相对光谱灵敏度S(λ)_r的基础上,设计了用热释电探测器作参考基准,用积分球作单色光辐射接收系统的S(λ)_r测量系统.由于设计上的优点,这一系统大大减少了入射辐射的偏振性,不均匀性,探测器的温漂和杂散辐射等因素带来的误差.     

Z-扫描技术的灵敏度分析

单光束激光Z-扫描技术是利用光束的横向特性来研究材料的光学非线性的,其灵敏度的提高有助于测量微弱折射率变化。从入射光束、调制方式、光束检测等方面论述了Z-扫描技术的灵敏度。顶环光束入射相对于标准Z-扫描技术的高斯光束入射其灵敏度可提高2.5倍,但要求光源的输出能量达到一定值,仅适用于测定较小的非线性相移;在光路中插入调制元件后放大因子可达到780,但调节光路难以调节焦移效应。利用CCD作为探测器的TPDZ-扫描技术能够测量小于λ/15000的非线性相位畸变,CCD能够充分获得光束的横向信息,有望成为另一种测量光学非线性的常用方法。     

惠斯通电桥实验中桥臂电阻的确定

惠斯通电桥的灵敏度是影响其测量精度的关键因素。对电压法和电流法惠斯通电桥测电阻实验进行了理论探讨和实验验证,发现电桥灵敏度与桥臂电阻密切相关。提出最佳桥臂电阻的计算公式,为惠斯通电桥的精确测量提供便利。     

浑浊介质中近红外漫反射光谱测量灵敏度解析

在采用近红外漫反射光谱对浑浊介质中的物质浓度做定量分析时,物质浓度测量的灵敏度与所选的光源-检测器位置有较大的关联。解析了物质浓度测量的灵敏度随光源-检测器距离变化的曲线特点,给出了三个特殊位置:灵敏度全局极大位置、灵敏度为零的位置和灵敏度局部极大的位置。以葡萄糖在某浑浊介质溶液(含血红蛋白、白蛋白的Intralipid溶液)中的测量为例,从扩散方程、蒙特卡罗模拟、漫反射光谱测量实验三方面,均验证了灵敏度曲线中存在的这三个特殊位置。另一方面,考虑到近红外光源的稳定性、铟镓砷检测器的量子效率与系统噪声等因素的限制,采用仪器的信噪比作为另一个客观指标,对实际测量可得到的灵敏度进行了评价。综合灵敏度曲线的特点和仪器的实际测量水平,给出了测量葡萄糖的最佳位置,可实现最优的测量灵敏度与测量精度。采用优化后的测量位置,葡萄糖的测量灵敏度可提高10倍以上。测量葡萄糖灵敏度的研究对人体组织中的无创血糖检测有较好的参考价值,同时,对漫射光谱灵敏度的解析方法可被借鉴于其他物质的近红外漫反射光谱测量位置的优选。     

子孔径拼接干涉检测凸非球面的研究

在总结各种检测凸非球面方法优缺点的基础上,提出了利用子孔径拼接干涉检测凸非球面的新方法。利用标准球面波前作为参考波面,用干涉法逐次测量非球面各区域的相位分布,去除参考波面偏差以及调整误差后,通过子孔径拼接算法就可以重构凸非球面全口径的面形分布。研究和分析了该方法的基本原理和基础理论,开发了综合优化和误差均化的子孔径拼接算法。设计和研制了子孔径拼接干涉检测装置,并结合实例对口径为140 mm的碳化硅凸非球面进行了子孔径拼接测量,得到了精确的全口径面形分布,其面形分布的峰值(PV)和均方根(RMS)值偏差分别为0.274λ和0.024λ(λ=632.8 nm),且对该非球面进行零位补偿测量,其全口径面形与拼接全口径面形是一致的,面形分布的PV和RMS值的偏差仅为0.064λ和0.002λ,从而提供了又一种定量测试凸非球面的手段。     

颜色、杂光与OTF

一、光学系统成象对于非相干光学系统,多色成象公式应是 B(η′)=∫∫B(η)I_λ(B(η,η′)S(λ)V(λ)dηd_λ其中B(η)是目标的亮度分布,S(λ)是光源的光谱分布,V(λ)是接收器的光谱灵敏度,B、(η′)是象面的亮度分布,I_λ(η,η′)是波长λ的点扩散函数,η是物面坐标,η′是象面坐标。     

激光三角法中工作角对系统灵敏度的影响

通过推导激光三角测量系统的灵敏度公式,分析了光学结构参数对系统灵敏度的影响,主要包括被测表面起伏量、成像系统的放大倍率与工作角。建立表面粗糙度的激光三角测量系统,重点针对工作角对灵敏度的影响关系进行实验研究。结果显示,较大的工作角能够获得更高的系统灵敏度。但是当工作角较大时,需考虑工作角与系统放大倍率对灵敏度的综合影响,并保证光接收器上的光强大于其灵敏度。对于文中采用的测量系统,最高的系统灵敏度所对应的工作角约为70°左右。