双光路成像干涉定心系统设计

在光刻投影物镜镜片加工和装配时,为了满足磨边定心和装配定心阶段对镜片测量的量程、灵敏度和准确度不同的需求,本文提出了一种双光路准直成像复合干涉的定心方法,采用同一光路实现准直和干涉两种不同的测量方法,分别针对磨边定心和装配定心的测量需要.根据实际需要设计了测量系统的参量,根据该参量对系统的测量范围、灵敏度和准确度进行了理论分析.结果表明:该系统在准直测量阶段的测量范围从1μm到500μm,测量灵敏度最高为0.2%,测量准确度为1.02μm;在干涉测量阶段的测量范围从0.01μm到1.9μm,测量灵敏度最低为0.1%,测量准确度达到0.2μm,可以满足在磨边定心阶段大量程、低灵敏度、低准确度以及装配定心阶段小量程、高灵敏度、高准确度的定心要求.采用双光路成像干涉原理的定心系统满足了设计需求,可指导光刻投影物镜等高准确度物镜的生产和装调.     

双光路干涉测量的控制系统设计

传统的大口径光学元件干涉测量方法依赖于根据不同测试样品人为改变扩束镜头和光路结构,该方法会不可避免引入一些系统误差,因此针对双光路干涉仪的功能需要和仿真实验,提出了一套对应的双线控制方案。通过蓝牙通信、串口通信和机械结构的相互配合可以对光路进行多次折转和校准,使得每次切换测量口径后的光学元件变化位置固定,并在基于MFC(microsoft foundation classes)开发的交互界面显示实时状态。结果表明：在450 mm测量口径下,PV10测量重复性可达到0.004λ,RMS测量重复性可达到0.000 4λ;在100 mm测量口径下,PV10测量重复性可达到0.000 8λ,RMS测量重复性可达到0.000 16λ。实验结果表明该系统保障了优越的测量效率和测量重复性,为双光路干涉仪的研发提供了参考价值。     

基于强度干涉原理的双光路动态测量方法

在近场光存储方案中,头盘间距动态测控技术是近场光存储理论和技术的实用化。根据近场光学头的飞行特点,提出了一种基于光强干涉原理的测量系统,重点介绍了其测量原理和标定方法。采用双光路结构来提高测量分辨率,利用光偏振特性来消除反馈光对信号光的干扰。通过对系统性能的分析和试验表明,动态特性达到了500kHz,测量分辨率高于1nm,可满足系统高精度动态测试的要求。     

互垂光路干涉演示仪

采用互垂光路的干涉演示仪具有便于携带，操作简便，现象直观等特点，便于教师随堂演示互垂光路干涉的原理、相干光的获得、干涉光强分布及条纹移动等。     

一种简单的干涉光路

介绍了用反射镜和立方棱镜实现两束光相干涉的光路。     

双棱镜干涉实验难点解析

总结了双棱镜干涉实验的调整难点及原因。提出解决的措施并对要点进行研究分析,收到良好效果。提出评价学生调整光路质量的方法。     

基于双目标识别和准直数学模型改进的光路自动准直方法

针对原有大型激光装置在双光学目标条件下无法实现光路对接准直的缺点,本文提出了一种基于双目标识别和准直数学模型改进的光路自动准直方法,主要从双目标识别算法实现和多光路、双目标准直数字模型的构建两个方面进行优化。首先,提出基于圆拟合的双光学目标识别图像处理算法,实现了双光学目标的识别,为光路对接准直的成功提供保障;其次,构建新的多光路、双目标自动准直数学模型,为光路准直中各个准直参数的标定和计算提供指导;最后,优化准直流程的调度,对多个光路进行并行准直,提高光路对接准直流程的效率。实验结果表明：本文提出的基于圆拟合的双光学目标识别算法实现了光路对接准直流程中的模拟光目标和主激光目标的识别,识别误差精度小于3个像素,处理时间小于1 s,满足了大型激光装置光路对接准直过程对于精度和效率的要求。本文构建的基于多光路、双目标自动准直数学模型对于光路对接准直流程的成功具有指导意义。     

混合型双光束干涉全息照相的设计与探究

基于单光束干涉和一般的双光束干涉全息照相实验，本文设计了一种反射透射混合型双光束干涉光路，从理论上分析了两束物光与一束参考光干涉叠加后在全息干板上的强度分布情况，通过对照实验：拍摄只有反射物光的单光束干涉光路、只有透射物光的单光束干涉光路、反射透射混合型双光束干涉光路的全息图，对比分析成像效果，结果表明本文设计的光路拍摄得到的全息图成像更完整、更清晰、层次感更强；并进一步通过控制变量法，改变不同的影响因素，进而提高全息图的成像质量。经过多次探究，结果表明，当使用GS-I型全息干板，使用功率约为2.23mW、波长为632.8nm的氦氖激光器拍摄全息图时，控制曝光时间为15s,反射物光与参考光之间的夹角为25°～35°,透射物光与参考光之间的夹角为20°～30°,反射物光、透射物光与参考光的光强比约为1∶1∶1,全息图整体成像效果最佳。     

用于激光核聚变装置的光路自动准直

介绍了用于激光核聚变装置光路自动准直系统，讨论了光束位置探测器，激光器，微机等技术问题。实验结果是自动光轴调整精度为光束直径的±１％。     

Collimation and enhancement of elastic transverse waves in two-dimensional solid phononic crystals

In this Letter, we numerically investigate the propagation characteristics of elastic transverse waves emitted by line sources embedded inside two-dimensional (2D) solid phononic crystals (PCs). The results show that collimation and enhancement of elastic transverse waves can be achieved at the band edge frequencies. We find that the collimation effect originates from the flat equifrequency contours (EFCs) at the band edge of appropriately designed 2D solid PCs. It is shown that, in addition to geometric symmetry, appropriate constituent material combination is essential to obtain flat EFCs at the band edge. A highly directional and enhanced elastic transverse wave source with a half power angular width of only 5.6° and an enhancement factor of 530 is realized simply by utilizing a finite-size 2D solid PC structure.     

长度测量中干涉条纹的自动识别技术研究

利用激光干涉与数字图像处理技术以及应用FFT分析干涉条纹方法,分析并解决了测量端面长度标准中条纹图的处理技术,应用这种方法不但提高了测试过程的自动化程度,而且大大地提高了测量结果的精度,并给出了最典型的端面长度标准量块的干涉条纹小数部分的实测结果.     

光学干涉光谱的模拟与分析

应用Matlab编程仿真牛顿环及迈克尔逊干涉实验形成的图形,得到它们的光谱特性和相对光强分布,研究结果为光学仪器的检测及光波的测定提供理论依据.     

两点法设计平场型EDG波分复用器件

利用两点法(two stigmatic points method)对平场型蚀刻衍射光栅(EDG)波分复用器件进行了优化设计.与传统EDG相比,该方法以较小的性能损失为代价,极大简化了制作工艺.通过标量波动衍射理论对16通道的该型器件进行了数值模拟,结果表明:在用光探测器陈列接收的情况下,额外的功率损耗约为1dB,信道间的不均匀性小于0.3dB,串绕小于-30dB.     

Study on RF Excited Waveguide CO_2 Laser with Two Different Channels

１　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅＲＦｅｘｃｉｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅＣＯ２ｌａｓｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒａｂｏｕｔｔｗｏｄｅｃａｄｅｓａｎｄｍａｄｅａｇｒｅａｔｐｒｏｇｒｅｓｓ．ＴｈｉｓｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔＲＦｄｉｓｃｈａｒｇｅｈａｓｓｅｖｅｒａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｄｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ［１,２］,ｓｕｃｈａｓｇｒｅａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙａｔｈｉｇｈｅｒｐｏｗｅｒｌｏａｄｉｎｇｓ,ｌｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｓ,ｌｏｎｇｌ…     

Study on RF Excited Waveguide CO2 Laser with Two Different Channels

In this paper a waveguide CO2 laser with two unequal long channels excited by radio frequency (RF) is presented. The volume is 2.25×2.25×400 mm3 for the long channel and 2.25×2.25×200 mm3 for the short waveguide channel. Laser output power is about 8 W for the long channel and about 3.5 W for the short one.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431 nm时,选择40 nm厚的银层,曝光深度可达200 nm,条纹周期为110 nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

基于多级微镜的傅里叶变换成像光谱仪干涉成像系统分析与设计

为了实现傅里叶变换成像光谱仪的静态化与高通量,提出一种基于多级微镜的时空混合调制成像光谱仪,其干涉系统是利用一个多级微镜代替迈克尔逊干涉仪中的平面镜,其显著特点是无运动部件和限制系统光通量的狭缝,可同时获得目标的干涉图与二维空间图像。该成像光谱仪利用前置成像系统将目标成像到干涉系统的平面镜与多级微镜上,利用多级微镜的结构特点对两成像光束的光程差进行调制,然后通过后置成像系统获得不同干涉级次的目标图像。首先通过对该成像光谱仪干涉系统光谱信噪比的分析,明确了光谱信噪比与图像信噪比之间的关系,确定了多级微镜的特征参数。为了确保每个阶梯面所对应光程差的恒定性,通过对前置成像系统成像过程的分析,确定了前置成像系统像方远心的光路结构;通过对系统视场角与光程差之间关系的分析和计算,确定了前置成像系统的设计指标并完成了光学设计。为了保证后置成像系统不引入额外的光程差,通过对后置成像系统成像特点的分析,确定了后置成像系统双远心的光路结构;通过对系统入射孔径角与阶梯级数之间关系的分析和计算,最终设计出满足系统性能需求的后置成像系统。通过对各单元系统的理论分析与光学设计,为静态化与高通量成像光谱仪的发展提供了一种新的思路。