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一种便携式光学表面轮廓仪: 2016年; 研究了一种基于短相干光相移干涉法的便携式光学表面轮廓仪,分析了短相干光干涉显微镜相移干涉技术,实现了基于该项技术的光干涉显微系统。采用光路集成化的设计方法,实现了一体化轮廓仪光路集成,优化了机械三维调整测量台,实现了可用于大、小口径元件表面测量的正置、倒置两种测量模式。测试结果表明,仪器的粗糙度测量精度为0.1nm,重复性误差优于0.01nm,横向分辨率优于1μm。; 张瑜陈宇琪陈磊; 关键词：干涉显微镜粗糙度

点衍射干涉仪中针孔衍射光强与波面误差分析被引量：3: 2015年; 为了研究点衍射干涉仪中针孔的横向离焦与轴向离焦对衍射光的强度与衍射参考波面误差的影响，基于菲涅耳衍射理论，建立了会聚光束经针孔衍射的数学模型，提出了将针孔衍射光的强度与衍射波面误差相结合以分析针孔衍射波前的方法，并综合考虑了会聚光束F数、针孔直径等参数的影响。研究表明：会聚光束F数越大，衍射光强度与波面误差越小；横向离焦的距离应小于艾里斑半径与针孔半径之差；横向离焦的允许范围与波长和F数成正相关，与针孔直径成负相关；当光束F=10时，在0～35μm横向离焦范围内，直径1μm以内的针孔可以全程满足波面误差峰谷（PV）值优于0．1λ的要求；可以通过调整轴向离焦来调整参考光的强度，并且针孔直径越小调整越灵敏；选择直径小于艾里斑半径的针孔可以保证衍射波前误差PV值优于10^-2A，测试光的强度控制在针孔有效衍射光强的1／10附近。仿真结果为设计点衍射干涉仪和分析其精度提供了理论和数据参考。; 朱文华陈磊李金鹏郑东晖周斌斌; 关键词：衍射点衍射干涉仪衍射光强

用于瞬态波前检测的四波横向剪切干涉系统被引量：2: 2015年; 为检测瞬态波前的三维分布,提出了一种共光路结构的剪切干涉测试系统。该系统使用棋盘光栅与光阑,将待测波前分解为四支互相错位的波前,这些波前两两相干,最终叠加形成一幅高载频的干涉图。根据光强传输方程以及傅里叶光学理论,建立了剪切干涉测试系统的理论模型,采用傅里叶变换算法提取待测波前。提出了一种剪切量标定算法,通过讨论线性载频的影响因素与光栅的衍射效率,给出了棋盘光栅的具体设计参数。实验搭建了瞬态波前检测装置,实现了自动化高精度测量,波面检测结果的峰谷(PV)值、均方根(RMS)值以及Zernike拟合系数均与SID4波前探测器所测波面结果一致。因此采用该技术能够实现瞬态波前检测。; 朱文华陈磊谷晨风郑东晖李金鹏曹慧

空域移相偏振点衍射波前检测技术被引量：1: 2016年; 点衍射干涉仪结构简单、共光路、测量精度高,空域移相干涉仪抗振性能优越,两者在波前检测领域获得了广泛的应用.本文采用激光打孔技术,通过在金属纳米线栅偏振片上制备小孔,制作了偏振点衍射板;结合分光结构的空域移相技术,搭建了空域移相偏振点衍射干涉仪,并对一焦距为550 mm,F_#10的平行光管准直物镜透射波前进行测量,与法国Phasics公司生产的商业化波前传感器SID4的测量结果相比较,两者峰谷值相差0.09λ,均方根值相差0.012λ;利用35项Zernike多项式拟合两者的测量结果,将拟合得到的系数在同一坐标轴下绘制成两条曲线,两者基本重合,从而验证了所搭建的空域移相偏振点衍射波前检测装置的测试精度.从而在传统点衍射干涉仪的基础上引入了空域移相技术,实现了波前的高分辨率、高精度、实时检测,并且提高了对振动、气流等环境因素的抗干扰能力.; 郑东晖李金鹏陈磊朱文华韩志刚乌兰图雅郭仁慧; 关键词：偏振

大口径光学元件瞬态波前检测被引量：3: 2018年; 为瞬态测量大口径光学元件波前,提出一种基于斜入射结构的近红外反射式错位点衍射干涉原理的Φ400 mm瞬态波前检测方法。该方案将待测光分成两束互相错位的参考光与测试光,从而在干涉图中引入高线性载频,采集到对比度良好的干涉图后,利用傅里叶变换相位解调法从单幅干涉图中提取待测波前相位,实现瞬态波前动态测量。实验光路总长近20 m,极易受气流的影响,且由于气流干扰随时间变化,该系统本身可以看作是大口径光学元件瞬态波前发生与检测装置。测试结果与SID4波前传感器比较,波前均方根(RMS)小于1/50λ,可知所提方法可以实现大口径瞬态波前的高分辨率与高精度检测。; 孟诗陈磊朱文华孙沁园张瑞; 关键词：光学测量点衍射干涉仪大口径

近红外反射式错位点衍射干涉仪: 2016年; 为瞬态测量近红外激光波前,提出了一种斜入射结构的反射式错位点衍射干涉仪方案。将点衍射干涉仪集成在镀有特殊膜系的平板基片上,相干光波分别在平板前后表面反射产生错位,从而在传统点衍射干涉图中引入空间线性载频。采用傅里叶变换的方法处理单幅干涉图恢复待测波前,实现了近红外波前的自动化检测。实验测量了F/10、工作波长为1 313 nm的近红外激光波前,测量结果与Hartmann波前传感器一致。研究了用于针孔快速对准的成像对准技术。因此,采用该方案能够实现近红外波前的瞬态测量。; 万骏陈磊朱文华李金鹏; 关键词：光学测量点衍射干涉仪瞬态

近红外谱域显微干涉仪的位移传感特性研究被引量：1: 2016年; 为研究近红外谱域显微干涉仪在近红外波段的位移传感特性,分析了条纹载频对位移量提取的影响,建立了测量光谱中心波长与干涉仪位移传感范围之间关系公式,讨论了光源可见光分量对近红外光栅光谱仪所记录条纹的串扰现象并提出抑制方法。构建近红外迈克尔逊型谱域显微干涉实验系统,单次测量位移量传感精度优于0.02μm。测量标准台阶板的台阶高度(其标称值为7.732μm),测量偏差为0.044μm。采用近红外谱域显微干涉装置,无需轴向扫描即可实现位移量测量,将光谱仪记录的谱域干涉信号转换为随波数线性变化信号处理能有效提高位移传感精度,增大中心波长能够有效提高位移传感范围,在系统中加入短波截止滤光片则能有效抑制可见光分量对近红外光谱域条纹造成的串扰。; 郑权韩志刚陈磊; 关键词：近红外

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国家自然科学基金(U1231111)