激光超声中微振幅测量的干涉仪电偏频跟踪系统

激光超声是近些年来发展较快的研究课题。它应用于无损检测的一个重要问题如何测量微振动。由于需检测的对象是小于10~(-10)m数量级的微振动,一般采用干涉仪作为检测的主要手段。干涉仪可以测量微振动,主要有麦克尔逊干涉仪、法布里-珀罗干涉仪等。用干涉仪测量微小振动面临的主要困难是提高测量精度和整个系统的稳定性,使整个系统具有较好的抗干扰性能。我们在研究中采用了激光频率锁定方法。其     

用于冲击诊断的成像速度干涉仪

为了诊断测量激光驱动冲击波,研制了具有空间分辨力的成像型速度干涉仪.该干涉仪主要包括输入部分、像传递部分及干涉部分,探测光采用波长为532 nm的单纵模激光.在靶位放置一分线板,经过测量,其空间分辨力小于10μm.基于天光KrF准分子激光系统的参数,设计并自制含有烧蚀层的单台阶金属靶,利用成像型速度干涉仪测量到了金属铝...     

“ 吞”或“ 吐”条纹数量对迈克耳孙干涉仪测量 的 H e N e激光波长准确度的影响

迈克耳孙干涉仪测量氦氖激光器波长是大学物理实验的一个重要部分. 它是利用干涉条纹计数法, 即 通过记录中心条纹“ 吞”或“ 吐”的数量, 来测量激光波长     

双波长光学低相干干涉术用于血氧饱和度测量的数值分析

提出了采用双波长光学低相干干涉仪（Optical low coherence interferometer，OCI）来测量人体视网膜血管中血氧饱和度（Oxygen Saturation，SO2）的方法．详细阐述了双波长光学低相干干涉术用于血氧饱和度测量的基本原理，并分析了OCI中双波长的选择原则．基于内径为200μm的毛细玻璃管的简易人眼视网膜血管模型，分别模拟了光源中心波长为680nm和820nm时血液血氧饱和度由40％提高到60％时对应干涉信号的变化．数值分析表明，要判别20％的血氧饱和度变化，0CI系统灵敏度至少要达到70dB．     

基于非扫描式干涉仪的光谱探测研究

探测视场的大小是激光预警性能好坏的一个重要指标。在采用非扫描式傅里叶变换干涉仪探测激光光谱的实验基础上,计算了在60°视场范围内激光以任意角度入射时关于入射角度与相干位置的光程差函数,推导了干涉条纹间距与入射角度及波长的方程组,提出了采用两个干涉仪在垂直角度下运算求解的方法。经仿真计算可知,随入射角度的变化而造成干涉条纹变密、亮带变细和波长偏移等结果。实验证明,干涉条纹计算和仿真结果与实验相符,在较宽的视场范围内可以有效探测激光光谱信息,求解激光入射方向的最高精度可达1°。     

迈克耳孙干涉仪测量He－Ne激光波长的最佳测量区间

迈克耳孙干涉仪测量Ｈｅ－Ｎｅ激光波长的最佳测量区间申文高（湖南大学物理系４１００１２）用迈克耳孙于涉仪的点光源非定域干涉测量Ｈｅ—Ｎｅ激光波长时，当两反射镜间隔之差很小时或很大时都会带来误差，误差值一般偏大．木文通过分析，给出了最佳的测量区间．测波长...     

红外光学材料折射率均匀性的测量不确定度评定

基于多样品多型号仪器的测试信息及其GUM和MCM方法,讨论了四步干涉法测量红外光学材料折射率均匀性的测量范围及其测量不确定度评定。红外干涉测量的绝对灵敏度和准确度虽不及可见激光干涉仪,但采用了四步干涉测量的方法,消除了干涉仪的固有系统误差,有利于实现对红外光学材料折射率均匀性的高准确度测量。实际测试表明,该测量范围覆盖110-5～510-3,测量相对标准不确定度为210-1～210-2。     

集成光学 光波导参数测试

TN252 2005053605 硅树脂材料热光特性的测试与分析=Test and analysis for thermo-optic effect of silicon resin[刊,中]／张小康(华南理 工大学物理科学与技术学院．广东,广州(510640)),廖常 俊…∥光学学报．-2005,25(5)．-629-632 用激光-V棱镜装置测得耐热型硅树脂在632．8 nm和 650 nm波长上的热光系数分别为-3．3×10-4／℃和-3．6× 10-4／℃。以石英玻璃为衬底,用该材料制作了平板波导, 用棱镜耦合法测量了不同温度下波导的有效折射率,利用 平板波导模式本征方程求解出不同温度下导波层的膜厚 与折射率,分析了有效折射率随温度变化的特点。根据导 波层折射率与厚度的变化和高分子材料的克劳修斯-莫索 提公式,分析出该材料的极性分子较大,是引起负热光系 数大的原因。图4表3参10(杨妹清)     

利用计数装置来记录迈克尔孙干涉仪干涉条纹的变化数

利用计数装置来记录迈克尔孙干涉仪干涉条纹的变化数杨蓉，朱桂荣，屠传士（苏州大学物理系２１５００６）精密测量长度常用的方法是将待测长度和激光波长作比较，通过干涉条纹计数求待测长度．利用迈克尔孙干涉仪得到干涉图，用感光元件把光学信号变成电信号并与其他电子...     

HL-2A装置多道远红外激光干涉仪

目前国际上大中型磁约束装置基本运行在n0～（10^19～10^20）m^-3高密度区，加之装置的大尺寸结构和窗口限制，作为主要干涉诊断光源是在0．1～0．5mm波长范围的FIR激光波段，因为该波段的激光束具有较小的折射效应（折射角αm∝cn0λ^2）。FIR波段激光辅助诊断有多方面应用：（1）FIR激光干涉测量等离子体电子密度及其时-空分布，多数大中型装置都有这种诊断；（2）FIR激光偏振／干涉仪测量电子密度分布同时可获得极向场分布进而推演出电流密度分布（或q分布）；     

两级喇曼压缩系统配偏振干涉仪诊断等离子体电子密度

 在星光Ⅱ铷玻璃激光装置上,采用两级喇曼压缩系统产生的波长为308 nm的紫外光作为探针束,配合Nomarski偏振干涉仪对金平面靶冕区激光等离子体进行诊断。308 nm光具有波长短、亮度高、脉冲时间短、相干性好的优点,作为探针束诊断冕区产生的等离子体电子密度,可以与高功率激光装置打靶激光同步,实现有效地脉冲压缩,同时避免等离子体中谐波分量的干扰。实验获得了308 nm紫外探针光偏振干涉条纹图,在研究Abel反演算法的基础上,利用自行研制的基于Windows操作系统的实验数据处理软件,对实验数据进行了处理和分析,得到了冕区等离子体电子密度的空间分布。结果表明：两级喇曼压缩系统配偏振干涉能有效抑制主束谐波影响,以更高时间分辨测量等离子体的更高密度区域。     

乌氏干涉测量的信息读取

针对乌氏干涉仪条纹信号调整难、用肉眼读数难等问题,提出将He-Ne激光作为乌氏干涉仪光源的设计,得到了高质量的干涉条纹信号,并采用光电转换方法将条纹移动信号转变为电信号实现了微位移的高精度测量。设计了光电信号检测电路,利用双门限整形电路标定出整形方波,克服了干涉信号在设定比较值附近抖动引起误处理的缺点;提出了辨向细分电路,在1路干涉条纹信号下,提取了具有正交性的2路电子信号,实现了干涉条纹的移动辨向与信号细分。按此方案设计并搭建了一套激光干涉检测实验装置,用2个计量差值为5μm的标准量块,对激光干涉检测装置进行了标定,在电路为4细分的情况下,该装置测量分辨率达79 nm;解决了乌氏干涉仪自动读数的问题,提高了乌氏干涉仪的测量精度和准确性。     

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。     

基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量

提出了一种基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量方法。激光器输出的光被分为两路,分别以±1级自准直衍射角入射至反射光栅,并沿原光路返回至腔内产生激光反馈干涉效应。在±1级衍射光路中放置电光晶体对光束相位进行高频调制,利用频分复用技术实现二维动态位移的测量。实验结果表明,所提方法能够重构出物体的二维动态位移,位移分辨率可达10 nm量级。所提方案通过在激光反馈干涉仪中引入衍射光栅,提高了激光反馈干涉测量系统的稳定性和抗环境干扰能力,同时也为使用单光源进行多维度微位移测量提供了新的思路。     

激光干涉测振仪

结合我们工作的实际需要,本组于1972年研制了一套激光干涉测振仪,主要用于校准振动传感器.振幅的测量可以准确到0.2μm,实验表明,与使用读数显微镜比较,精度提高了,而且操作方便,大大缩短了校准实验的时间. 一、基本原理 由于氦氖气体激光器输出的激光单色性非常好,波长很稳定,因此用激光的波长来度量振动位移幅度的大小,具有较高的精确度.激光干涉测振仪基本原理如图1所示. 激光干涉测振仪是根据光学干涉原理制成的.光学系统基本与迈克耳孙干涉仪相同.氦氖气体激光器输出的激光(λ=0.6328μm),经过半透半反镜,将激光分为两束.透过的部分(M…     

基于波数分辨的低相干干涉台阶高度测量系统的研究

提出一种基于波数分辨的低相干干涉台阶高度测量系统。由宽带光源发出的光通过光纤迈克耳孙干涉仪获取被测量信息,色散光栅将宽谱干涉光束色散成波长在空间连续分布的光片,由线阵CCD探测。将线阵CCD的各个像元探测到的各个波长干涉信号转换成对应的波数干涉信号。对于波数干涉信号,相邻两个干涉信号峰值之间的波数变化量与干涉仪光程差的绝对值呈正比。因此,利用此测量系统可实现对台阶高度等物理量的绝对测量。利用缩短测量系统中光纤迈克耳孙干涉仪的两个干涉臂的长度减小环境干扰对测量系统的影响,获得高测量精度。本测量系统的测量分辨率为6.03 nm。对一个高度为50μm的台阶重复10次测量,测量结果的标准差为6.8 nm。     

基于莫尔干涉的激光中心波长精确检测的研究

为了提高激光中心波长检测的精确度,提出了基于正交干涉原理的静态干涉系统,由两个相互垂直的棱镜组成产生二维平面上的光程差分布,以面阵CCD取代线阵CCD,对平面上的正交干涉条纹数据进行采集.在计算分析莫尔干涉仪的光程差分布的基础上,计算干涉图像中干涉条纹的拼接及傅氏变换等,最终得到光谱分辨率.由MATLAB仿真软件分析结果可知,静态莫尔干涉系统可以产生的光程差最大为234μm,比等尺寸的傅里叶干涉体高约一个数量级.实验标定用的光谱仪选用LAB SPAKR 750A型光谱仪,针对中心波长为635 nm的半导体激光器进行测量,结果显示中心波长位置基本一致,但在中心波长附近的光谱细节上莫尔干涉优于传统干涉具.     

基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量

提出了一种基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量方法。激光器输出的光被分为两路,分别以±1级自准直衍射角入射至反射光栅,并沿原光路返回至腔内产生激光反馈干涉效应。在±1级衍射光路中放置电光晶体对光束相位进行高频调制,利用频分复用技术实现二维动态位移的测量。实验结果表明,所提方法能够重构出物体的二维动态位移,位移分辨率可达10 nm量级。所提方案通过在激光反馈干涉仪中引入衍射光栅,提高了激光反馈干涉测量系统的稳定性和抗环境干扰能力,同时也为使用单光源进行多维度微位移测量提供了新的思路。     

基于分步式压印光刻的激光干涉仪纳米级测量及误差研究

针对在未做隔离保护处理的环境中,基于Michelson干涉原理的激光干涉仪测量系统存在严重的干扰误差,不适合分步式压印光刻纳米级对准测量的要求.采用Edlen公式的分析及计算,不仅在理论上揭示出环境温度、湿度、气压等变化对激光干涉仪测量准确度的影响,而且证明影响测量准确度的最大干扰源是空气流动的结果.通过气流隔离措施和系统测量反馈校正控制器,能够实时补偿激光干涉仪两路信号的相差.最终,测量漂移误差在10 min内由13 nm降低到5 nm以内,满足压印光刻在100 mm行程中达到20 nm定位准确度要求.     

光栅干涉仪测量大偏差

光栅干涉仪测量大偏差包括有相位衍射光栅的干涉仪将光学精度引向高斜率的平面度测试。光栅将单光源输出分成两束光，在测试中又将两束光合并在一起。反射光产生的干涉图与具有实际光源尺寸１０倍波长的光源所产生的图形相同，从而提出系统“等效波长”概念。光栅干涉仪的...