用迈克尔孙干涉仪测量位移的精度改进

迈克尔孙于涉仪"是近代著名的物理实验内容，在工科物理实验教学中，基本都有测量He-He激光的波长或钠双线的波长差的内容.本文结合科研工作的实际，讨论用迈克尔孙干涉仪测量位移的精度改进，此内容可作为该课程的一个综合实验或选做内容.如图所示，根据非定域干涉圆条纹的"吞"、"吐"现象，若M；镜移动了距离nd引起条纹"吞"或"吐"的数目为N，则波长λ已知，可测得面d，这就是用迈克尔孙干涉仪测长的基本原理.由（1）式可知，用迈克尔孙于涉仪测量位移，其精度基本为半波长的数量级.如实验中采用He-Ne激光器，其值约为0.4μm.这对于一般…     

温度对Fizeau干涉仪测量重复性的影响

高精度的重复性是保证检测精度的前提,也是精密检测中最重要的指标之一.在Fizeau干涉仪中,干涉腔对环境特别是温度的变化非常敏感,温度的变化和非均匀性是测量的主要误差来源,也是影响测量重复性的主要因素之一.通过研究光在空气中的传播原理,利用Edlen公式建立了Fizeau干涉仪干涉腔的理论模型,并给出了腔长、温度变化大...     

对牛顿环实验中不等精度测量数据的处理

据笔者了解，目前各高等院校对牛顿环实验的数据，基本上都是在假设干涉条纹为均匀分布条件下，应用逐差法来处理，并在此基础上分析误差”‘、”’．本文对牛顿环实验中不等精度测量的数据用最小二乘法给出了较为合理的处理．一、牛顿环实验是不等精度测量大家知道，在牛顿环实验中，反射光第k级干涉暗纹半径满足关系其中，R为待测透镜的曲率半径，A为人射单色光波长．公式表明了与成正比，有即干涉条纹随级数的增大愈来愈密，愈来愈细．因此，该测量是非线性不等精度测量．二、用还差法处理数据存在的问题在用逐差法处理数据时有公式表明…     

影响基于等厚干涉原理测量膜厚精度的因素分析

基于光学干涉原理的薄膜测量技术是重要的光电检测技术之一.该测量方法可获得较高的测量精度.但是在实际干涉测量中,膜厚测量的精度与所用光束的物理特性以及膜厚本身有较大关系.基于薄膜干涉的基本原理,分析了光束的发散角、薄膜厚度以及光束的入射角对基于薄膜干涉测长结果的影响,这对学生正确理解基于干涉的测量原理,掌握正确的测量方法,提高测量精度具有一定的指导意义.     

真空腔测量空气折射率的方法及精度分析

空气折射率的测量及补偿效果在高精度激光干涉测量中起着“瓶颈”作用。分析了空气折射率的补偿原理 ,研究了用预抽气真空腔测量和补偿空气折射率的测量原理、方法及装置 ,分析了该方法对测量误差产生的原因。最后对测量精度作出了估计。     

频差偏差对全视场外差测量精度的影响

根据全视场外差测量的相关理论,推导了频差偏差与仪器测量精度的相互关系.分析了频差大小、频差偏差、采集初始时间、初始相位、采样频率和采样周期数等相关参数对测量精度的影响.研究结果可以作为全视场外差测量设备设计、参数选取的理论依据;并给出了通过合理选择采样时间和采样帧数提高测量精度的一种方法.     

背景散射对LRCS测量精度的影响分析

针对激光雷达散射截面的测量精度,指出测量中存在的背景散射问题。给出了激光雷达散射截面的测量方程,分析了地面、支撑架等背景散射对激光雷达散射截面测量精度影响的机理。根据测量方程和影响机理提出了敷设消光材料、多次比对测量、尺寸匹配等方法,并对敷设消光材料法进行了实验验证。实验表明：所用方法能够有效地减小背景散射,提高激光雷达散射截面的测量精度。     

双目视觉DIC测量系统的离面位移测量精度

采用离面位移测量精度达到10 nm~20 nm的电子散斑干涉测量系统验证了双目视觉数字散斑相关测量系统的离面位移测量精度。分别用电子散斑干涉测量系统和双目视觉数字散斑相关测量系统同时测量了平板离面位移,并对所测量的位移最大值进行了分析处理及比较。结果表明,双目视觉数字散斑相关测量系统的物体离面位移分布云图与电子散斑干涉测量系统的结果基本相同,且两者位移均方根相差为2.76 m~3.56 m,相对误差为4.59%~7.60%。因此,当被测量物体的离面位移大于4 m时,双目视觉Q400测量系统精度可达到电子散斑干涉测量系统的精度。     

提高棱镜制造精度的方法

应用干涉测量技术对制造棱镜时所用的光胶垫板、光胶长方体和棱镜光胶盘被加工表面与光胶垫板基准面之间的平行度进行测控,以达到提高棱镜制造精度的目的。     

狭缝相机测量目标速度的精度分析

本文对狭缝相机测量目标速度的公式: V₀=(l/l′)V_F(1)V₀=tgφ·V_F/M(2)进行了分析;讨论了影响测量精度的因素。用X—70狭缝摄影机对目标进行了多次拍摄,得到了翔实的实验数据,并对数据进行了处理。根据(1)式计算的目标速度与速度的标定值作了比较;扫描拍摄时,根据(2)式计算的速度与自由落体运动的理论速度进行了比较。得出了XF—70狭缝相机作同步摄影时,其测量速度的相对精度达0.2%。用作扫描摄影时,其速度测量精度相对达0.8%的结论。     

迈克耳孙干涉仪的数字化设计

使用硅光电晶体三极管作为光干涉条纹传感器,采用变间隙动极板电容传感器代替传统微距测量的设计方案,利用单片机对干涉条纹进行计数并自动测量反射镜的微小位移,实现了迈克耳孙干涉仪的数字化测量.制作了检测系统及电路,完成系统的软件设计.He-Ne激光波长的测量实验结果表明,采用该方案能够缩短测量时间,提高测量精度.     

Tilting and shearing determination in the alignment of a Mach-Zehnder interferometer by zone plates

An easy and accurate method to detect the kind of disarrangement and its magnitude in the adjustment process of a Mach-Zehnder interfermeter by means of an equilateral hyperbolic zone plate is explained.     

纳米级精度分光路双频干涉度量系统的设计

为完成快速、精确的外观轮廓度量,设计了一种新型纳米级精度分光路双频干涉度量系统。系统由低频差双频激光干涉度量模块和微探头及二维工作台两部分组成。微探针以轻敲式接近样品至几十纳米时,受原子力作用发生偏转,利用双频干涉模块度量其纵向偏转量,并对样品进行梳状式度量得到外观形貌。根据双频激光的实际光源,对原有双频干涉度量理论进行了改进提高。进行了系统组建和实验验证。结果表明:系统具有纳米级精度,可用于超精样品外观轮廓度量。     

大范围高分辨率法-珀干涉仪

法 珀干涉仪有较高的分辨率 ,但是由于受到激光器模间隔的限制 ,测量范围较小。介绍了使用换模锁定法对其进行扩展 ,实现了具有较大测量范围及纳米分辨率和测量精度的法 珀干涉仪 ,扩展了法 珀干涉仪的测量范围     

Design and analysis of a new silicon-on-insulator waveguide Michelson interferometer sensor

A new designed and analyzed silicon-on-insulator (SOI) waveguide Michelson interferometer (SMI) sensor is proposed in this paper. The authors compare an optical SMI sensor, a silicon-on-insulator Bragg waveguide grating (SBG) sensor, and a fiber Bragg grating sensor (FBG) for temperature sensing in medicine applications. The SMI sensor has 20 times sensing more accuracy than the FBG sensor. Moreovr, the full width at half maximum (FWHM) of the pass-band frequency responses of our proposed SMI can be designed much narrower than FBG and SBG sensors for sensing resolution enhancement. Further, the improved characteristics of the SMI demonstrated in this paper could pave the way for future high density temperature monitoring medicine applications.     

Parameter accuracy analysis of weak-value amplification process in the presence of noise

We theoretically introduce the statistical uncertainty of photon number and phase error to discuss the precision of parameters to be measured based on weak measurements. When the photon counting scheme is used, we discuss the relative accuracy of the system in the presence of phase error by using the orthogonal and nonorthogonal pre-and postselected states, respectively. When using the measurement scheme of pointer shift, we discuss the measurement accuracy in the presence of phase error, pointer resolution, and statistical uncertainty. These results give a guide way to get the smallest relative precision and deepen our understanding about weak measurement.     

Design of a Michelson interferometer for the measurement of electrostrictive strains

In the field of quadratic electrostriction of non-ferroelectric materials, efforts to optimize interferometers for the accurate measurement of small strains are being undertaken because the displacements that have to be measured are very small (10⁻¹³m). Here, a design for a Michelson interferometer is proposed that combines a double-face detection scheme with a null method.     

基于F-P腔法的纳米精度非线性误差校准系统研究

为了研究可用于纳米、亚纳米精度的非线性误差校准系统,采用差拍F-P干涉法,在中国计量科学研究院研制的差拍F-P干涉仪基础上,设计并制作了适用于该系统的密封干涉光路的真空系统。通过与电容式测微仪的比对实验,证明了系统的抗干扰能力得到了改善,在大于半波长的测量范围内,系统的非线性度优于3.86nm。     

用非近似方法分析双光栅干涉仪

利用简单直观的非近似方法分析双光栅干涉仪,证明了该干涉仪的干涉条纹反差不受照明光源相干性限制时,光源的空间位置不影响条纹形状,仍是等间距直条纹.给出了消除光源相干性限制的一般条件,并讨论了条件失配对干涉仪的影响.     

用于纳米测量的混合型外差干涉信号处理方法

通过对外差干涉信号同时进行相位检测和锁相倍频计数,可得到存在一定冗余度的一组测量结果,经过一定的逻辑混合;可实观测量分辨率优于０．１ｎｍ,测量范围不受λ／２周期限制,从而克服了以往单一采用相位测量法测量范围限于一个周期和锁相倍频计数法分辨率不易提高的难题。给出了在实际纳米测量干涉仪采用这种外差信号处理方法的测量结果。