双反射膜双频He-Ne激光器双频特性及偏振特性的实验研究

本文对 5 MHz频差双反射膜双频 He- Ne激光器输出激光的双频特性及偏振特性进行了实验研究。研究结果表明 ,当磁场方向同反射膜的一个本征模方向基本重合时 ,有双频出现 ;当磁场方向同反射膜的一个本征模方向夹角在 45°左右时 ,无双频出现。输出激光的偏振方向由反射膜的本征模确定 ,其偏振非正交程度为 tgρ≤ 0 .0 0 87,椭圆化程度tgβ随激光管与磁场的相对角位置变化而发生变化。在合适的位置 ,tgβ可以小至 2 / 70 0。该种外差光源具有较好的偏振特性。     

具有纳米级分辨率的超精密定位工作台

柔性铰链精密定位工作台具有直接传动、无摩擦、结构紧凑、重量轻、刚度好及分辨率高等优点。设计了一种具有较大传动比的定位工作台 ,介绍了其系统结构和工作原理 ,并对刚度性能作了分析。利用双频激光干涉仪对压电陶瓷驱动下的工作台特性进行了测量。结果表明 ,该工作台具有纳米级的分辨率和定位精度。     

Bézier曲面后视镜

根据Ｓａｓｉａｎ的面对称光学系统的象差理论，全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ，以及立方畸变。建议将Ｂéｚｉｅｒ曲面引入后视镜设计，计算和实验都表明Ｂéｚｉｅｒ曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。     

测量系统响应函数和自适应原则

自适应原则指出：在构成光学系统时不但要构成测量信号的载体，还要设法实现对于噪声（扰动）实时的或短时间的预报和补偿。基于测量系统的响应函数给出了自适应原则的通用表达式。它可以用来对系统进行分析，决定补偿因子及进行修正。自适应原则可能成为所有精密测量系统设计的一个方法。应用这个方法的先决条件仅仅是噪声影响的相关性，目的是消除噪声对测量的影响。该方法特别适用于１／ｆｎ噪声和低频信号混合的情况。文中同时分析了实现自适应原则所应该采用的控制系统。     

用于亚纳米测量的横向塞曼激光器的研究

分析了亚纳米测量外差干涉仪光源的选择和建立。由于Ｈｅ－Ｎｅ激光器在一定的横向磁场下产生横向塞曼效应,直接输出一对正交线偏振光,且其拍频频率较低,成为适于亚纳米测量的激光源。描述了一种基于８０９８单片机的稳频系统,利用模型预测控制算法对此激光器实现了长达１０ｈ的稳频控制。实验表明此横向塞曼激光器的稳频精度达３．３８×１０－１０,所引入的最大非线性偏差为０．２６ｎｍ,表明它可用作亚纳米测量精度外差干涉仪的光源。     

自动补偿双频激光测量系统

本文介绍一个双频激光测量系统。以一个光学一电子混合运算装置实时测量空气折射率，对氦氖激光的波长进行修正。以石英温度计测量被测件的温度，把尺寸换算到２０℃时的长度。     

高测速双频激光干涉仪

现代机械工业的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到 10 0 0 mm/ s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能满足这一要求。为此研制了一种基于 5 MHz频差双反射膜激光器的高测速干涉仪。通过实验对干涉仪的测量速度进行了验证。实验证明 ,该种干涉仪可以对速度为 10 0 0 mm/ s的运动物体进行位移和速度测量     

Bzier曲面后视镜

根据Sasian的面对称光学系统的象差理论,全面分析了球面后视镜的成象质量.在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ,以及立方畸变.建议将Bzier曲面引入后视镜设计,计算和实验都表明Bzier曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围.     

四通道激光干涉仪中二元光学分束器的退偏问题

经理论计算，在四通道激光干涉仪中二元光学分束器的退偏问题通常不会影响仪器的测量精度，实验结果支持这个结论。用其取代传统的棱镜或平板玻璃来分束有着明显的优点。但当光栅周期小于波长量级和测量精度达纳米级时，对其退偏问题要给予充分的考虑。     

光源相关色温与分布温度的实验分析

在国家色温基准改造课题中,通过光谱辐射测量法得到色温副基准灯的相对光谱功率分布,分别采用四种不同的算法计算出光源的相关色温以及分布温度。为了比较这些计算方法的差别,由相关色温和分布温度反算出相应的光谱功率分布,分析了与光源原始分布的偏差。对采用不同算法得到的色坐标进行了对比,进一步阐明了光源的分布温度与相关色温之间的区别和联系。