MEMS微变形镜测试技术及算法研究

介绍了基于计算机控制的频闪显微干涉测量技术,实现了对MEMS微变形镜的表面形貌、离面变形、静态电压-位移曲线和谐振频率的测量。采用频闪成像、计算机微视觉技术以及基于最小二乘曲面拟合法的亚像素定位技术实现了对平面内微位移的测量;利用频闪成像以及5步相移干涉技术实现了对干涉相位的提取,建立了适合于MEMS微变形镜特性测试的相位解缠算法,恢复了代表被测物体表面形貌的真实相位,实现了微变形镜静动态特性的测试。测试结果表明:频闪显微相移干涉测量技术具有测量速度快、精度高、易实现自动控制等特点。     

数字散斑干涉三维变形测量技术研究进展

三维变形可以转换为应力/应变分布,是材料性能测试和结构可靠性分析的关键参数。在众多三维变形测量技术中,数字散斑干涉技术可以高精度地测量三维变形信息,在航空航天、汽车、先进制造、土木工程和生物医学等行业发挥着十分重要的作用。从散斑干涉基本原理出发,详细介绍了几类三维变形散斑干涉测量技术,并分析比较各类方法的优缺点;同时介绍了散斑干涉三维变形测量技术的国内外研究进展和最新应用;最后展望了散斑干涉三维变形测量技术在动态同步测量、测量系统简化以及应用范围扩宽等方面的发展趋势。     

基于适度光反馈自混合干涉技术的振动测量

光反馈自混合干涉技术是一种新浮现的有别于传统双光束干涉的一类新的测试技术。为了在适度光反馈下进行振动的精密测量,提出了一种基于适度光反馈自混合干涉技术的振动测量方法。经对光反馈自混合干涉信号条纹分析,发现通过选定合适的光反馈水平及激光器线宽展宽因数,可以得到锯齿干涉条纹。这种干涉信号不仅包含振动幅度信息也包含振动方向信息。该振动测量方法利用锯齿干涉条纹的特点,首先通过条纹记数实现大范围振幅粗测,具有半波长位移分辨力;然后基于适度光反馈下小数条纹的特点,给出了小于半波长位移测量的线性表达式,从而实现位移的精测。仿真计算表明,该方法可以实现大量程高分辨力振动位移测量,在叠加20 dB的噪声下,振幅测量相对误差平均为0.5%。     

一种新的移相干涉技术

本文提出了一种对连续采得的大量移相干涉图通过干涉条纹光强定标或傅里叶变换方法求出被测波前相位分布的新的移相干涉技术。此技术充分利用了近代计算机和ＣＣＤ数字图像处理技术的新成果，不仅可使干涉仪的硬件系统简化，成本降低，还可明显提高仪器的抗干扰能力，促进移相干涉技术的普及和推广应用。     

MEMS动态测试系统及其数据处理

介绍了基于频闪显微干涉技术的MEMS动态测试系统的测量原理,设计了数据分析处理算法。采用基于立方插值的亚像素模板匹配技术实现了1/50像素的面内位移测量精度。利用分割线去包裹算法实现了从干涉图到三维形貌图的重构。     

应用菲涅耳三面镜形成云纹干涉空间高频栅进行离面位移及振动的测量技术

本文提出应用菲涅耳三面镜在空间形成云纹干涉高频栅及贴片云纹干涉技术进行离面位移与振动的测量技术,文中就测量原理、定量公式推导、条纹解释、测量精度及灵敏度等方面都作了详细论述,为工程中的位移与振动模态分析提供了一种现场测试新途径。     

应用菲涅耳三面镜形成云纹干涉空间高频栅进行离面位移及振动的测量技术

本文提出应用菲涅耳三面镜在空间形成云纹干涉高频栅及贴片云纹干涉技术进行离面位移与振动的测量技术，文中就测量原理、定量公式推导、条纹解释、测量精度及灵敏度等方面都作了详细论述，为工程中的位移与振动模态分析提供了一种现场测试新途径。     

移相干涉技术中移相器的自校正方法

移相干涉技术（ＰＳＩ）是８０年代兴起的一门干涉图形自动识别技术，移相器作为移相干涉技术的关键部件其移相误差将直接影响到移相干涉技术的干涉图的识别精度。本文提出了一种移相器的自校正方法，即利用移相干涉仪的自身系统，通过快速傅里叶方法，对移相器进行逐步逼近校正。结合移相式红外干涉仪的研制，给出了一组移相器的自动校正的实验，实验表明，校正后的移相器的非线性误差可由原来的５％降低到０．２％。     

牛顿型等厚直纹干涉及其变异结构

采用分类归纳的方法给出各类变异的牛顿型等厚直纹干涉结构,推导并分析了各类干涉结构发生等厚干涉的条件及干涉条纹的分布规律。理论推导与实验结果相互印证。同时指明牛顿型直纹干涉技术在圆柱形工件表面曲率半径的测定方面的应用,特别是非接触式牛顿型直纹干涉结构在某些圆柱形及平板形工件表面缺陷与畸变的无损探测方面的应用,以及应用于牛顿环光学干涉技术的教学研究。     

变形牛顿环装置干涉结果的仿真模拟

在分析各种变形牛顿环干涉装置的基础上,阐述了它们在测量、检测、表面科学等方面的应用,并借助MATLAB程序语言对各种变形装置的干涉结果进行仿真模拟,有助于物理教学的直观化以及推动牛顿环干涉技术在光学技术方面的广泛应用。     

《剪切干涉仪及其应用》

近二十年来,光干涉计量技术的重要分支——剪切干涉仪理论,技术和应用的研究非常活跃,其应用已远远超过初期在大镜面光学元件的检验。特别是激光技术和计算机技术的飞速发展,为剪切干涉技术的发展和应用创造了良好条件。本书是剪切干涉术的系统总结和作者二十年来工作的结晶。     

云纹干涉系统及其在金瓷双材料中的应用

利用云纹干涉法对金属烤瓷形成的双材料试件进行面内位移、应变测试,将测试结果与有限元计算结果进行了对比.结果表明:云纹干涉技术对研究具有小变形的复合材料力学行为可行、有效,结果直观,同时图像灰度变化连续,对比度高,为后续图像处理提供了较好的数据.     

脉冲激光频域干涉技术在超快动力学物理中的应用

介绍了一种具有fs时间分辨力的超短脉冲激光频域干涉测试技术,详细论述了该技术的工作原理和系统构成,指出传输时间差和相位差是影响频域干涉条纹周期的主要因素。采用脉冲激光频域干涉仪测量了200 nm厚度铝膜在波长800 nm、单脉冲能量0.7 mJ、脉宽35 fs脉冲激光作用下的运动速度剖面。在单次飞秒脉冲激光作用下,铝膜自由面的运动速度峰值可达960 m/s,速度剖面的上升前沿小于5.77 ps,表明脉冲激光频域干涉技术可用于测量材料在超快脉冲激光作用下的冲击动力学参数。     

基于一维离面电子散斑干涉仪对复合材料的无损检测

介绍无损检测技术、电子散斑干涉技术以及一种电子散斑干涉测量仪,对电子散斑干涉仪的基本原理和结构进行了简要描述。并用此仪器对碳纤维复合材料试样进行了检测,得到了满意的实验结果。     

激光自混合显微系统的设计及实验研究

论述了自混合干涉技术的发展历程,并引入了自混合干涉显微技术的实验原理和研究近展;建立了He—Ne激光自混合干涉实验装置系统,获得了稳定的激光功率输出。然后,对基于激光自混合干涉技术的显微镜进行了研究,并详细给出了该系统的设计原理、装调方法和实验结果,得到了玻璃小球的三维形体信息图像。系统达到的横向分辨力1μm,纵向分辨力为15nm。上述实验结果证明自混合显微镜在微小物体的高精度形貌成像方面有着很大的潜力。     

炮体表面瞬态温度分布的散斑干涉测试研究

为了可以实现对炮体表面瞬态温度分布变化的实时监测,同时克服传统瞬态高温测试仪器单点探测以及热惯性大等局限性,设计了基于散斑干涉与光谱频域分析相结合的瞬态温度分布测试系统。系统采用散斑干涉技术将炮体瞬态温度变化引发的微小形变转换成散斑干涉条纹,再由傅氏变换完成干涉条纹形变到光谱分布的函数转换,从而通过光谱分布函数反演任意采样时刻上的温度分布。实验采用ZX-FB1型光纤测温仪测试单点位置上瞬态温度作为标准值,再由555 nm激光器与面阵CCD采集散斑干涉条纹,分别使用图像识别法与傅氏变换法完成干涉条纹与瞬态温度的算法匹配,从而反演瞬态温度。实验结果显示,两种方法均能实现瞬态温度检测,但基于傅氏变换频谱分析的散斑干涉法精度更高,并且可以有效地克服由表面瑕疵、漆面磨损等问题造成的粗大误差。     

基于解耦差分泽尼克待定系数法的二维横向剪切波面重建算法

横向剪切干涉术是一种自参考干涉计量技术,其原理是被检测波前与其自身被剪开的波前之间在重叠范围内相干涉,由干涉图得到两相互剪切波前的波前差,通过波面重建算法得到待测波面.在波面重建算法中,泽尼克待定系数法是其中的一种.分析了横向剪切干涉技术的测量原理;提出了一种新的基于解耦差分泽尼克待定系数法的二维横向剪切波面重建算法....     

原子干涉技术在惯性导航领域的进展

惯性导航是一种完全自主、抗干扰能力强的导航方式,因受限于惯性器件的灵敏度和长期稳定性,惯性导航系统定位精度相比于卫星导航仍有较大差距。新型的基于原子干涉技术的惯性敏感器件在理论上具有灵敏度高、长期稳定性强和实时消除重力偏差的特性,具有推动惯性导航技术到达卫星导航性能的潜力。介绍了近年来欧美研究机构在原子干涉惯性敏感器的工程化研制上取得显著进展,总结了原子干涉在惯性导航领域的技术发展方向。     

同步辐射X射线干涉的实验研究

介绍在北京同步辐射装置上进行的国内首次LLL型X射线干涉实验研究,在X光底片上观察到了Moire干涉条纹,为进一步利用X射线干涉技术实现纳米测量打下了初步基础.     

光纤白光干涉技术的回顾与展望

光纤白光干涉技术与方法是光纤技术领域中独具特色的一种测量方法和传感技术,是光纤技术多领域交叉应用中较为有代表性的一个分支.该项技术在宽谱光干涉特性研究、绝对形变光纤传感测量、光波导器件的结构及其对光波反射特性参量的检测、光纤陀螺环中光偏振态横向耦合测量与评估以及医学临床诊断的组织结构形态的光学层析技术等方面,都具有广泛...