X射线布拉格-菲涅耳光学元件的实验研究

用光学全息方法在涂有光刻胶的多层膜表面上的形成布拉格－菲涅耳元件所需的波带片图形,通过离子束刻蚀方法将波带片图形转写到多层膜上,完成元件的制作,给出布拉格－菲涅耳光学元件测量结果,测量结果表明上述方法适于制作布拉格－菲涅耳元件。     

测量非球面的动态波带片干涉仪

提出了能够精确测量非球面反射镜或透境形状和表面误差的动态波带片干涉仪(DZPI)。通过在微调过程中改变照明光的波长,DZPI产生的一系列条纹几乎是连续变化的干涉图形。因此,即使干涉条纹的最大级次大于100,也能识别出。根据这些干涉图,就可用计算机精确地算出测试条件下光学仪器的形状和表面误差。DZPI的有效性可用一简单实验来证实。     

菲涅尔波带片对高斯光束的变换

从波带片的特性出发研究高斯光束通过波带片的聚焦特性。用失调望远系统的失调量变化调节出射光束聚焦点的位置，并对聚焦点的变化范围和光斑大小进行描述，最后对波带片对高斯光束聚焦特性进行评价。     

莫尔偏折法测透镜焦距中的条纹二值化方法

当用莫尔偏折法测量透镜焦距时,条纹区域随着被测透镜和系统光学参数的不同而变化。针对此情况提出了确定条纹有效区域和选择二值化阈值的方法。该方法根据条纹图像数据的行列极值确定条纹的有效区域。介绍了该方法的实现过程,并分析了在有效区域内根据图像数据的灰度直方图自动选择二值化阈值的原理。给出了依据该方法提取条纹的示意图,以及用莫尔偏折法测量透镜焦距的实验结果。     

利用激光干涉测钢丝的杨氏弹性模量

分析了在洛埃镜干涉装置中等效双狭缝间距变化对干涉条纹密度的影响。导出了钢丝因受力引起的绝对伸长量与干涉条纹密度变化之间的关系 ,并通过它计算了钢丝的杨氏弹性模量。结果表明 ,激光干涉法不仅比光杠杆法测量的量要少 ,而且用该方法通过测微目镜测条纹的位置要比光杠杆法通过望远镜对标尺读数精确 ,其测量结果要比光杠杆法更准确可靠     

迈克尔逊干涉仪的调整与测量中的技巧

用手中笔取代小孔光阑 ,能同时看见调整中的影像和周围条纹的变化 ,调整简单快捷 ;用透镜成像观测条纹 ,计数准确 ,测量轻松。     

自制激光干涉仪测弹性模量

采用了激光干涉法测量弹性模量,应用光电传感器检测条纹的明暗交替变化,增加了温度传感器监测环境的温度变化,用注水的方法改变碳钢丝上的拉力,并用压力传感器进行测量,获得了精度较高的测量结果.     

软X射线聚焦波带片相对衍射特性的实验研究

通过测量软X射线相位型和振幅型聚焦波带片的一级衍射强度,实验得到了自行研制的两种相位型软X射线聚焦波带片的相对衍射特性。测量实验装置简单,调节相对容易。选择合适的针孔大小可使得接收信号有足够的信噪比。对波带片聚酰亚胺衬底的厚度进行了归一化。分别将3个镍和锗波带片的一级衍射强度与金波带片进行了比较。在3.2nm工作波长,研制的镍、锗软X射线相位型波带片的平均一级衍射效率分别是软X射线振幅型金波带片一级衍射效率的1.60和1.26倍,与理论值1.77和1.34很接近。测试结果表明,我们制作的相位型波带片具有较高精度。     

激光准直自动化监测大坝变形方法的研究

本文介绍了一种用激光准直法对大坝变形进行监测的方法,阐述了其中的关键光学元件-菲涅耳波带片的应用,并采用CCD技术求取象点中心位置的精确处理方法,从而通过象点位置变化来跟踪大坝的变形.在分析其工作原理的基础上建立了一套测量装置,通过原理实验,论证了该方法的可行性与精确性.     

软X射线位相型波带片的初步研究

简述了国内外软X射线波带片的发展及其最新研究成果。根据光波的矢量分析方法，数值模拟计算了入射波长为软X射线显微术中常用的2.3、3.2和4.5nm时，以不同材料制作的位相波带片其衍射效率随材料厚度的变化曲线，初步确定出适于制作位相波带片的几种材料。简要介绍了拟采取的制作软X射线位相波带片的方法。     

相位连续变化型太赫兹波带片

通过对太赫兹波段相位连续变化型波带片的系统研究,分析了特征尺寸与焦距、F数、预设频率、材料折射率等设计参数之间的关系,讨论了影响相位连续变化型波带片效率的几个主要因素。选取太赫兹透过率较高的泡沫聚乙烯和高密度聚乙烯材料,提出了设计方案,对所设计的波带片沿光轴方向太赫兹波强度变化以及焦平面太赫兹波强度变化给出了计算机模拟结果,并给出一组不同频率的波带片的特征参数。     

莫尔条纹技术的三维测角方法研究

针对传统莫尔条纹技术在测量物体偏转角度中不能对多维角度变化进行测量的问题,采用了一种分区间设计的组合光栅方法,并结合光学自准直成像方法构建了一种新的实验系统装置,利用该系统通过测量莫尔条纹的变化实现了对被测量物体偏转角度的三维测量,对合作光学反射镜的偏转角度测量精度优于1”,绕轴转动测量精度优于2”。     

基于干涉条纹图像对比法测量微位移

研究了基于迈克尔逊干涉条纹对比法测量微位移的实验。用He-Ne激光器、反射镜和分束镜组成的干涉光路,其中一个反射镜固定在被测物体上,通过被测物体的移动带动反射镜移动使干涉光路发生变化,从而导致干涉条纹的改变。在形成干涉条纹的位置利用线阵CCD采集干涉条纹图像,用序列图像对比的方法对图像进行处理和计算,得出被测物体的微位移。实验表明利用序列图像对比的方法测量微位移,方法切实可行、测量准确度高、测量的精度能够达到微米量级。     

杨氏弹性模量的劈尖干涉法测定

准确地测定金属丝的杨氏模量,关键是准确测量其伸长量及直径。用典型的光杠杆法带有较大的测量误差,我们用劈尖干涉进行金属丝直径的测量和用干涉条纹的变动情况对其伸长量的变化进行跟踪测量,提高了测量精度。     

高斯光束经相位连续变化型波带片的衍射特性

 根据瑞利-索末菲标量衍射理论分析了相位连续变化型波带片对高斯光束的衍射特性。在高斯光束入射下,对相位连续变化型波带片光轴和焦平面上的太赫兹强度分布特性进行了模拟,分析了入射光束的束腰半径和束腰位置对衍射场的影响,并与平面波入射的情况进行了对比。数值结果显示,相位连续变化型波带片可以实现对高斯分布太赫兹波的聚焦。相位连续变化型波带片的衍射规律与薄透镜的聚焦规律相似。通过合理调整束腰与波带片之间的距离可以保证衍射效率在85%以上。与平面波相比,高斯光束入射下的焦点处中心场强较小,但衍射效率较高。     

用干涉条纹重迭法测量晶体双折射率差

本介绍用干涉条纹的重叠法测量晶体双折射的过程。此方法是在D．F．Heller先生的基础上，用干涉条纹取代光机的Tallbot像，主要优点是条纹的对比度好。     

相位连续变化型太赫兹波带片

通过对太赫兹波段相位连续变化型波带片的系统研究,分析了特征尺寸与焦距、F数、预设频率、材料折射率等设计参数之间的关系,讨论了影响相位连续变化型波带片效率的几个主要因素。选取太赫兹透过率较高的泡沫聚乙烯和高密度聚乙烯材料,提出了设计方案,对所设计的波带片沿光轴方向太赫兹波强度变化以及焦平面太赫兹波强度变化给出了计算机模拟结果,并给出一组不同频率的波带片的特征参数。     

基于条纹反射的类镜面三维面形测量方法

提出了一种基于条纹反射和相移技术的类镜面三维面形测量的新方法。首先在平板显示器上显示正弦条纹,然后用CCD相机分别记录由待测面和标准面反射的正弦条纹像,通过相移得到各自的相位分布,与标准面相位分布相比较得到待测表面起伏引起的相位变化。推导了相位变化量与待测表面梯度的对应关系,分别对待测面进行水平和垂直两个方向光栅相位测量,通过计算可得到梯度分布并由梯度分布恢复待测表面面形。同时初步分析了影响条纹反射技术测量精度的因素。测量中,光栅由计算机产生,可以实现精确的相移,而且可以方便地调节光栅的周期及方向,通过预设标记点来引导相位展开有效地解决待测面和标准面的条纹对应问题。实测了建筑用釉面瓷砖表面起伏,验证了该方法的可行性。     

高斯光束经相位连续变化型波带片的衍射特性

根据瑞利-索末菲标量衍射理论分析了相位连续变化型波带片对高斯光束的衍射特性。在高斯光束入射下,对相位连续变化型波带片光轴和焦平面上的太赫兹强度分布特性进行了模拟,分析了入射光束的束腰半径和束腰位置对衍射场的影响,并与平面波入射的情况进行了对比。数值结果显示,相位连续变化型波带片可以实现对高斯分布太赫兹波的聚焦。相位连续变化型波带片的衍射规律与薄透镜的聚焦规律相似。通过合理调整束腰与波带片之间的距离可以保证衍射效率在85%以上。与平面波相比,高斯光束入射下的焦点处中心场强较小,但衍射效率较高。     

利用电子散斑相移技术测量物体三维面形的方法

为了获得准确的面形测量,提出了一种相移电子散斑干涉技术测量物体面形的测量方法.利用电子散斑干涉产生载波条纹,该载波条纹受到物体表面高度的调制变得弯曲,引起载波条纹相位的变化,可运用相移技术提取物体的相位信息,最后根据高度和相位之间的关系得到物体的面形.介绍了该方法的原理,利用该方法对球冠物体进行了面形测量,证明该方法测量物体面形是可行性的.由于是采用散斑干涉的方法产生干涉条纹,因此该方法测量物体面形具有灵敏度高的优点.