减模式下数字散斑干涉光强不均匀性对检测的影响和校正方法

在数字散斑干涉测量中,照明光的不均匀或被测试物反射光的不均匀,会导致条纹图像不均匀,严重时甚至会引起条纹的丢失.在分析剪切型散斑干涉原理的基础上,基于散斑相位差的主值在(-π,π]均匀分布的假设,提出了减模式下光强不均匀的校正方法,即通过构建一个新的强度分布函数,分区域消除背景光强,从而消去光强调制项,使干涉条纹图的显示强度变得均匀.将该方法应用于受到强烈冲撞的航空复合材料的剪切散板干涉测量中,将原来隐藏在光强较弱区域的条纹清晰地显示了出来.表明本文的方法能有效地降低光强不均匀性对散斑干涉条纹图的影响.     

一种新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

设计了一种简便的能自动适应不同背景光强的新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器。利用光敏电阻将条纹的变化转化为电信号,同时检测出背景光,并利用减法器去掉背景,经施密特触发器整形后,送入单片机计数并显示。实验证明,本计数器原理简单,可以适应不同的背景光强,具有精确度高、操作简便可靠等优点。     

用图形化编程模拟杨氏实验

 历史上,杨氏实验首次证实了光的波动性,成为波动光学必不可少的重要学习内容之一。但由于杨氏实验的条件极为苛刻,当采用普通光源时,在通常的实验条件下,获得的干涉条纹极其微弱,难以分辨。这里介绍一种采用VisualBasic高级语言制作的杨氏双缝干涉实验的模拟演示软件,它能在计算机上同步清楚地显示实验装置、干涉条纹的位置及光强分布等。并具有人机交互功能,通过鼠标点击,可调节有关参数,实时显示干涉条纹位置及光强分布的变化规律。使用该软件辅助教学,非常直观、方便。     

基于四象限探测器检测干涉条纹正交信号

 四象限探测器在探测区域具有象限化特征,当干涉条纹方向与探测器坐标轴方向呈不同的夹角时,各象限探测单元的不同位置可探测到不同空间位置的干涉条纹光强分布,利用光强在探测单元内的矢量叠加原理,就可探测到与干涉条纹同周期但相位不同的信号。当旋转探测器到某一特定角度时,发现总有其中两个象限探测单元的信号相位正交,当干涉条纹周期改变时,仅需重新仔细旋转探测器,便可检测到该周期条纹的正交信号。通过理论分析和数值模拟,验证了该方法的可行性和实用性。与传统检测方法相比具有操作简便,适应性强,便于仪器化等优点。     

干涉条纹相位锁定系统分析及其控制

干涉条纹的相位变化与干涉条纹中某一固定点的光强密切相关,基于这一原理,通过对干涉场光强分析,提出并设计了一种用于干涉条纹相位锁定的控制系统.光电探测器检测干涉条纹中固定目标点的光强,并以该光强电压作为反馈控制信号,利用声光调制器对干涉系统中两束高斯光束中的一束进行实时频率调制,将光强电压控制在一个固定值,实现干涉条纹的相位锁定.构建了条纹锁定控制系统控制对象的理论模型,通过实验进行了验证,并基于该模型的特点设计了条纹锁定控制器.实验结果表明:在400Hz的控制频率下,干涉条纹相位漂移不超过±0.04个条纹周期,满足干涉光刻的曝光需求.     

低频声表面波对细激光束的衍射效应

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,实验上观察到反射光所形成的稳定、清晰的激光干涉图样.改变表面声波振幅,进一步发现了干涉图样的调制效应.调制效应明显地表现为干涉条纹的缺级,并且随表面声波振幅变化.依据波动光学原理,分析了调制作用下光束干涉所产生的光强解析分布及条纹特征,得到了干涉条纹角宽度与表面声波之间的解析关系,并据此对表面声波的特性参量波长和振幅及各级条纹相对光强分布规律进行了测定.     

利用法布里—珀罗效应研究PPQ共轭有机聚合物薄膜中的非线性光学效应

采用飞秒激光脉冲研究聚苯基喹恶啉共轭有机高聚物薄膜中由法布里－珀罗效应产生的光谱的干涉条纹结构，并通过改变脉冲的峰值功率，测到的光谱条纹结构的变化，说明是依赖光强的非线性折射率的变化引起了干涉条纹的改变，通过平均功率不变只改变脉冲峰值功率方法，验证了热效应在干涉条纹的变化中不起主导作用。     

杨氏双孔干涉的光强分布计算

数值计算了杨氏双孔干涉的光强分布,与傍轴近似条件下的结果作了比较,并以图形的方式显示了干涉条纹的形状.     

基于Arduino单片机的双光纤双向干涉条纹计数器

介绍了一种基于Arduino单片机的双光纤双向干涉条纹计数器.该装置可根据干涉条纹的涌出和陷入实现条纹的双向计数.在干涉法测量金属热膨胀系数实验中,使用此计数器对条纹计数,具有成本低廉、操作简易、计数精度高、抗干扰能力强、反应时间短等优点.     

杨氏双干涉的光强分布计算

数值计算了杨氏双孔干涉的光强分布,与傍轴近假条件下的结果作了比较,并以图形的方式显示了干涉条纹的形状。     

迈克尔逊干涉仪干涉环纹光电计数器的研制

利用干涉环纹明暗交替变化的原理,设计制作了可以用于迈克尔逊干涉仪的干涉环纹计数的光电计数器,利用此仪器可以精确高效地实现干涉环纹的计数,减少了由于人眼进行干涉环纹计数的误差,提高了实验稳定度和精度。我们将制作的干涉环纹光电计数器用于基于迈克尔逊干涉仪的激光波长实验,结果表明采用光电计数器之后,实验精度比裸眼探测明显提高,百分差缩小37.5倍,标准差缩小近3倍。     

一种用激光干涉测量光波波长的新方法

提出了一种利用激光干涉仪测量光波波长的方法。通过改变在光的传播路径上垂直放置的透明玻璃与光传播方向的角度,使相干光的光程差发生变化;利用干涉条纹与转过角度、透明玻璃厚度之间的关系,通过激光干涉实验能准确测量出光波的波长。     

干涉高斯光诱导的表面等离子激元驻波场的分析

考虑到实际入射光强的空间分布不均匀,基于Kretschmann模型并采用角谱方法分析模拟了两束高斯光干涉诱导表面等离子激元(SPP)驻波场。与理想平面波不同,高斯光诱导的SPP干涉条纹幅值大小不等,分布复杂,这表明光强空间非均匀程度会严重地影响到曝光深度的分布。还分析了金属薄膜的厚度、损耗以及光刻胶的介电常数对SPP驻波场的影响,并得出不恰当的金属板厚和细微损耗都会极大削弱SPP驻波场,而如果光刻胶的介电常数过大则有可能产生不了表面等离子体共振的结论。     

Experiments on partially coherent multiple-beam interference

The intensity distribution in the interference pattern of a multiple-slit aperture illuminated with the partially coherent light is examined experimentally. The experimental results showing excellent agreement with the theoretical predictions indicate both a gradual loss in the contrast of interference fringes and a broadening of the principal maximum fringes with decreasing spatial coherence of the illumination.     

干涉条纹智能计数器的研制

设计了干涉条纹智能计数器,结合线胀系数测量实验验证了该仪器可实现干涉条纹的自动计数,具有计数准确、抗干扰能力强、价格低廉等优点.     

The measurement of ultraweak liquid surface wave by laser interferometry

We describe a simple experiment on the interference of refraction light by ultraweak liquid surface wave at low frequency. The surface wave profile is generated by electrically driven vertical oscillations exciters. The high visibility and stable laser interference fringes were gathered experimentally. The theoretical light intensity distribution agrees well with the observations. In particular, we show the relation between the light intensity distribution and the characteristic features of the surface wave. In addition, we can measure the amplitude and wavelength of the ultraweak liquid surface wave at low frequency by this means.     

用数值模拟方法研究面光源劈尖干涉问题

在面光源照射下,给出了劈尖表面可观察到干涉条纹的条件,通过Matlab软件进行数值计算,分析了劈尖表面的干涉条纹数目对光源距离和尺寸的依赖关系,结果表明,对给定的光源宽度,要在劈尖表面观察到一定级数的条纹,光源距离不能低于一定的值．这种数值模拟方法对设计复杂的非平行光薄膜等厚干涉试验有参考价值．     

High sensitivity micro-displacement homodyne interferometry北大核心CSCD

Interferometry is widely used in nano-scale micro-topography measurement. In order to improve its accuracy and sensitivity, a high-sensitivity homodyne interferometry based on white light interference and laser secondary interference was proposed. A high-sensitivity homodyne interferometry system was designed, and the zero point of the laser secondary interference was used to locate the dark striation of white light interference, so that it could reach the maximum slope when optical path difference was zero. The signals of white light and laser were analyzed by using the wave principle and intensity formula of interference fringes, and a sensitivity calculation method based on the combination of white light and laser interference signal was proposed. The system and its sensitivity were simulated. Finally, the optical path was built, and the white light interference fringes were adjusted to the dark striations position, so as to locate the zero position of laser secondary interference and carry out the data acquisition. It is showed that the sensitivity of the measurement method is at least 1 832 times higher than that of the laser secondary interference, and the corresponding measurement uncertainty is only ±0.288 7 mV. The measurement system can effectively solve the problem of large amount of calculation in traditional interferometry, and has high sensitivity, stability and reliability. Copyright ©2022 Journal of Applied Optics. All rights reserved.     

多光束法布里-珀罗干涉实验的计算机模拟简

用计算机数值计算的方法,模拟了法布里-珀罗多光束干涉实验的光强分布,并与双光束等倾干涉条纹进行了比较,分析了薄膜反射率对法布里-珀罗干涉实验的波长分辨率影响。