光栅的莫尔条纹及其应用

几百年前,法国的丝绸工人发现两层绸子叠合时,会产生奇异的花纹,随着薄绸子的相对运动,花纹也会发生奇妙的变化和运动.重叠的窗纱、帐子、丝袜等都会产生类似的花纹,这种花纹就是莫尔(Morie)条纹.但这一日常很容易见到的简单物理现象,直到本世纪50年代才运用于技术上.目前,光栅的莫尔条纹已在测量位移、速度、加速度以及仪器的精确定位等方面得到了广泛的应用。     

光栅莫尔条纹在机床数控改造中的应用研究

从机床数控改造的实际出发,针对我国目前国产机床加工精度普遍不高,数控化程度较低等问题,提出了一种全新的设计方案,利用光栅作为位置检测元件,形成全闭环控制系统,结果表明既能够大大提高零件的加工精度,又能节省改造成本,为机床数控改造提供了参考。     

用莫尔条纹实现光学微分

一、引言本文介绍一种利用光栅形成的莫尔条纹实现光学微分的方法。这种方法简单、方便,不但避免了制作微分滤波器(如计算机绘制光栅和复合光栅)等的困难,而且效果明显。     

光栅周期不一致对莫尔条纹法测量扭转角的影响

为了提高用莫尔条纹法测量扭转角的测量精度,分析了光栅周期不一致对扭转角测量误差的影响。从基于莫尔条纹法测量扭转角的原理出发,论述了光栅周期不一致与测量精度的关系,讨论了引起两光栅周期不一致的两个因素,即光栅刻划误差以及两光栅栅面不平行。理论分析表明,前者是引起光栅周期不一致的主要原因。当两光栅等效周期比值β＜1.001时,在±15′的测量范围内,选择光栅周期为50 μm,莫尔条纹宽度为1 400~1 800 μm时,光栅周期不一致引起的测量误差可以控制在1.6″之内。     

光栅莫尔条纹信号的细分与辩向新技术

本文提出了一种新的莫尔条纹数字化细分技术 ,即采用新的数字信号处理方法 ,利用 CPU的信号处理能力 ,将读数头输出的两路正弦信号经过硬件辩向电路形成每四分之一周期的正反转中断信号 ,并在中断服务程序中进行角度的加减运算 ,实现莫尔条纹的四细分。同时对这两路信号进行新的构建 ,通过 CPU及 A/ D转换器 ,采用软件编程的方法形成一三角波线性函数 ,并采用新颖的细分算法进行二十细分 ,最终实现莫尔条纹的八十细分 ,角度测量的分辨力可达 1     

基于莫尔条纹原理的两种非接触光测量

激光莫尔条纹测量是一项非接触性测量的技术手段, 也是一项运用非常广泛的测量方法. 本文意在通 过研究激光莫尔条纹测量, 能够提供更加行之有效而精确度高的测量方法. 首先说明了莫尔条纹的形成原理, 其次 系统地介绍了一起实验的设计, 以及设计仪器的思路和构想, 最后整理实验的数据并分析后得出结论     

光栅莫尔条纹特性检测仪的研制

介绍一种应用CCD进行测量的光栅莫尔条纹特性检测仪.该检测仪的结构完全开放,检测过程透明.不仅能够检测光栅副相对移动位移和移动方向与莫尔条纹移动数目和移动方向的关系,而且可以检测光栅副夹角变化对莫尔条纹宽度的影响.应用该仪器可以进行"莫尔条纹移动数目与光栅副移动位移关系测定"和"光栅副夹角变化和莫尔条纹宽度变化关系测定"两个实验,实验结果理想.     

一种新型莫尔条纹的生成方法及应用

通过对Mach-Zehnder干涉仪光路的改装,得到了一种新型的莫尔条纹生成方法.利用CCD接收并将图像采集到计算机上进行了观测,对莫尔条纹参数和性质作了分析,最后对其应用进行了研究.     

基于莫尔条纹的测距实验装置设计

设计了以莫尔条纹为基础的距离测量实验装置;分别做了莫尔条纹栅距B与两光栅夹角口的关系实验和两光栅相对移动距离d与莫尔条纹明暗变化次数N的关系实验,并将实验中的数据与理论值相比较,从而确定该实验装置的可行性。     

基于Talbot-Moiré法测量透镜焦距的莫尔条纹的图像处理

利用Ronchi光栅的Talbot效应和Moiré条纹测量了长焦透镜焦距,并根据焦距与莫尔条纹斜率之间的定量关系可求得透镜焦距.为获得条纹斜率,用CCD采集莫尔条纹图像后,利用数学形态学滤波方法进行图像滤波平滑等预处理,有效地增强了图像的对比度.通过二值化、细化获得单像素宽连通的条纹,通过对条纹进行标记,为条纹斜率的直线拟合计算提供了可靠的数据,采用这些数据计算的焦距的误差为0.10%.     

码盘偏心对叠栅条纹信号相位的影响

根据两计量光栅产生叠栅条纹的几何光学基本理论,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上,推导出码盘偏心情况下读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式,对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差进行了分析与讨论.     

用LBS—16B型高速相机记录高温动态云纹干涉条纹

以３０ｍＷＨｅ－Ｎｅ激光作为相干光源，用ＬＢＳ—１６Ｂ型高速相机连续记录ＬＹ１２铝板试件在大电流快速加热条件下的动态云纹干涉条纹图像，获得了１０００幅／ｓ的有效拍摄频率，为将云纹干涉应用于高温动态变形测试提供了一种有效的方法。     

利用莫尔条纹的准正弦特性的三维轮廓术

分析了两个矩形光栅迭合产生的莫尔条纹的光强分布特性，通过选择适当的光栅参数，可得到一个近似的正弦分划板，并把它用于三维面形测量中，实验结果表明，这种方法简单，易于自动处理，有广泛的实用价值。     

脉冲压缩光栅光路调节新方法研究

介绍了一种简单而实用的大口径脉冲压缩光栅光路调节方法,有效解决了普通光路调节方法中轴向调节精度不高的问题。首先由全息透镜(光栅)成像公式出发,推导出了该光路调节的基本原理。并从光栅记录系统与光栅衍射波像差的关系,结合初级像差理论推导得出叠栅条纹像差为0.4786λ,大约是光栅衍射波像差(0.25λ)的两倍,利用此关系也可对光栅衍射波像差进行实时监测。从数值模拟结果可知,利用叠栅条纹法调节光路可将光栅波像差减至0.06λ,相应的轴向误差量为0.007 mm,可有效提高了轴向调节精度。     

高频位相型曲面变形光栅的转移工艺研究

本文研究了在室温和８５℃温度环境下高频位相型曲面变形光栅的转移工艺。实验结果表明：通过这种方法可以复制出高质量的曲表面试件变形栅，并具有灵敏度高、条纹质量好、方法简便、可用于工业现场等优点。为云纹干涉法对曲面变形问题的研究提供了重要的手段。     

基于啁啾相移光纤光栅的滤波器设计及应用

相移光纤光栅作为透射型带通滤波器件降低了使用成本和插入损耗.在光通信和传感领域有着较高的应用价值.啁啾相移光纤光栅的透射峰波长和数量由相移点的位置和数量来确定,透射峰特性受相移量的影响.采用分段切趾的方法获得满足光通信要求的滤波特性,利用传输矩阵法分析了切趾前后透射峰特性的变化,结果表明:切趾改善了滤波器的幅度和相位响应,依据滤波器的设计要求选取不同的切趾函数以及切趾比例;切趾还大大减弱了透射峰波长和深度对相移量的敏感度,适当切趾后相移量的影响可以忽略.并提出一种应用双通道啁啾相移光纤光栅滤波器产生脉冲毫米波副载波信号的方案.     

Ronchi光栅Talbot效应长焦距测量的准确度极限研究

针对基于Ronchi光栅Talbot效应的长焦距测量方法,分析了利用傅里叶变换求取莫尔条纹角度的准确度限制,提出了通过傅里叶变换的多次迭代逼近来提高角度计量准确度,从而提高长焦距测量准确度的方法,并在此基础上分析了这种方法的准确度极限.     

基于龙基光栅塔尔博特效应的长焦距测量

提出通过对龙基光栅的塔尔博特效应所产生的莫尔条纹角度的计量来测量长焦距的方法。并在此基础上推导了长焦距的计算公式，分析了这种方法的测量误差。这种长焦距测量方法具有实时测量、精度高的特点。