基于偏振光的集成迈克尔逊干涉仪关键技术研究

摘要

近年来，随着科技的不断发展，在精密机械、集成电路生产等许多精密加工工业领域对测试精度的要求越来越高。因此，研究测试系统中的关键技术有助于更好地理解精密测量。本文围绕单频激光干涉仪关键技术展开研究，其主要研究内容如下:
　　阐述了基于偏振光的集成迈克尔逊干涉仪系统的原理与方法。首先根据迈克尔逊干涉原理分析了单频激光干涉仪结构;其次基于琼斯矩阵理论，讨论了正交偏振激光干涉仪数学模型，最后详细分析了整个光路系统的干涉原理。
　　搭建了单频偏振激光干涉仪系统的光路系统部分和电路系统部分。采用光电探测器BPW34设计了光电转换电路，通过对称布置光电探测器的位置减少直流漂移对测量信号的影响。介绍了系统中误差的来源并采用以Heydeman模型为基础的在线正交信号误差校正方法，利用LabVIEW软件对测量信号的误差进行修正。
　　测试了系统输出的干涉信号，通过测试说明本系统可以实现纳米分辨率。并且从光路、电路以及外界环境三个方面，进行了系统误差分析。

目录

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致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 国内外研究现状

1．1．1 单频干涉技术

1．1．2 双频干涉技术

1．2 本文研究的主要内容

第2章 干涉仪系统设计

2．1 单频激光干涉仪原理

2．1．1 光路结构设计

2．1．2 偏振光路分析

2．2 系统光路光学元器件的选取

2．2．1 光源的选取

2．2．2 光学元器件的选取

2．2．3 光学元件调整架的选择

2．2．4 光路的调试

2．3 本章小结

第3章 信号检测系统设计

3．1 光电检测电路设计

3．1．1 光电探测器件的选择

3．1．2 光电检测电路

3．2 正交信号调解及误差分析

3．2．1 干涉信号误差来源

3．2．2 Heydeman修正方法

3．3 基于LabVIEW解调软件设计

3．3．1 LabVIEW软件简介

3．3．2 系统软件设计

3．4 本章小结

第4章 系统测试与分析

4．1 系统测试

4．2 系统误差分析

4．2．1 光路结构误差

4．2．2 电路误差

4．2．3 环境误差

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况