干涉检测

摘要： 为了实现大口径椭圆形光学平面镜的高精度面形测量,提升大口径望远镜系统的像质,本文对椭圆形平面反射镜面形的绝对检测算法进行了研究。首先,对椭圆形镜面进行了多项式正交化拟合研究。接着,对绝对检测算法进行了理论研究,利用正交化绝对检测算法可以有效分离参考镜与待测镜的面形误差,从而实现待测椭圆形平面镜面的高精度面形重构。为了证明上述方法的实际检测精度,本文对250 mm×300 mm的椭圆形镜面进行了绝对检测模拟与检测实验。对参考镜面形精度不高的情况进行了仿真计算,实验中利用光阑在Zygo300 mm口径标准平面镜头中选取250 mm×300 mm椭圆形检测区域,采用150 mm口径Zygo干涉仪对上述椭圆形区域完成绝对检测,并基于上述正交化绝对检测算法对椭圆形平面镜实现了面形重构。实验结果表明,利用本文所述方法可以实现参考镜与椭圆形待测镜面的面形误差分离,绝对检测结果的残差图RMS(Root-mean square)值为0.29 nm,证明了本文所述方法的可行性。利用上述方法可以实现椭圆形平面反射镜的高精度面形重构。

摘要： 非球面光学元件,特别是其中的自由曲面元件,在设计自由度上相比于球面具有很大的优势,基于非球面构建的光学系统能够以简单的光机结构实现复杂的设计目的。面型检测技术是保障光学非球面加工精度的关键,针对不同种类的非球面以及非球面加工的不同阶段对检测指标要求的多样性,现已发展出了种类繁多的检测方法。本文回顾了非球面光学元件面型检测技术的发展历程,分非干涉法与干涉法两大类整理了常用的检测技术,介绍了各自的技术指标与适用条件、研究进展与应用情况。本文重点讨论了基于干涉方法的非球面精密检测技术,举例说明了非零位与零位两条技术路线下各检测方法的基本原理、光路结构与检测能力,对比分析了各方法的优缺点与适用范围,介绍了一些配套算法以及检测光路的精密调节方法。

摘要： 针对激光扫描复杂构件受损面加工过程中,光束易与零件发生干涉的问题,提出复杂结构零件激光轨迹的干涉检测及修正算法.以逆向点云数据为基础,构建预期轨迹插补点数据结构.根据扫描轨迹采用法向投影建立碰撞域,快速排除非干涉激光束,粗检出可能发生干涉的路径点.构建四叉树索引精确搜索干涉点,计算干涉角,考虑光束半径补偿误差,确定相应修正量.满足再制造成形质量的前提下,调整光束姿态将干涉点转换为有效点,优化熔覆轨迹模型.设计干涉检测模块,实现用户可视化操作.该算法适用于曲面及结构复杂的零件,通过具体实例分析验证了该算法的可靠性与有效性.

摘要： 为提高产品仿真装配效率和满足装配工艺要求,提出一种基于定位关系分析的分类装配序列规划方法.首先对零件的装配特征属性进行预定义和分类,然后根据装配零件的联接关系,在可行拆装方向上建立所有邻接零件的定位关系链有向图;按照定位链顺序依次对零件进行干涉检测并更新其定位关系,最终获得可行装配序列.实例表明,该方法简化了模型的装配关系并有效缩小其装配序列解空间,在一定程度上提高了装配规划效率,并通过虚拟拆装仿真过程验证其生成序列的正确性和可行性.

摘要： 针对快速发展的机器人钣金折弯应用需求,面向复杂三维钣金折弯的自动编程,开展三维钣金折弯过程中折弯件与机床、模具及机器人夹具等加工环境之间的干涉检测算法研究.通过分析折弯件加工环境三维模型,选择适合三维折弯环境的包围盒,在此基础上结合钣金折弯件的工艺特点,构建折弯件的包围盒链;针对钣金的加工特点,简化空间包围盒的相交算法,实现钣金加工环境干涉板块快速初步筛选;将筛选出可能干涉板块进行投影降维判断是否实际发生干涉,若干涉则计算出准确干涉信息.该方法在各类钣金折弯工件的加工过程中进行了验证,结果表明该方法具有较低的时间复杂度和较高的干涉计算精度,为实现三维折弯的智能工序规划与机器人折弯离线编程奠定了基础.

摘要： 随着侦查预警探测等成像光学系统性能不断提高,纳米精度自由曲面光学元件将是下一代成像光学系统的主角。当前如何实现纳米精度自由曲面光学元件检测,成为高性能成像光学系统研制的瓶颈难题。干涉测量是普遍使用的光学面形测量方法,然而受传统干涉测量镜头和补偿器固定形式限制,难以满足制造中局部大误差检测和灵活适应不同复杂面形的需求,严重影响了自由曲面光学元件的加工效率和质量。针对这一瓶颈,论文开展自适应可变干涉检测基础研究,创新点包括如下几个方面。

摘要： 非标准齿形齿圈插齿让刀干涉一直是困扰内齿设计、加工的难题.通过对插齿加工过程进行仿真可提前获取插齿过程中让刀干涉情况,为齿形优化设计、插齿刀具设计提供依据.研究二维轮廓布尔求减算法及让刀干涉量计算算法,在C++builder中将上述算法予以实现,完成了内齿轮插齿仿真系统的开发,实现了插齿过程的图形仿真及让刀干涉量的计算,并在实际生产得到了应用、验证.

摘要： 深紫外、极紫外光刻、先进光源等现代光学工程牵引驱动超精密光学技术持续发展,超精密光学制造要求与之精度相匹配的超高精度检测技术.作为核心技术指标之一的面形精度通常要求达到纳米、深亚纳米甚至几十皮米量级,超高精度面形干涉检测技术挑战技术极限,具有重要研究意义和应用价值.本文分析了面形干涉检测技术发展趋势,主要介绍了中国科学院光电技术研究所近年来在超高精度面形干涉检测技术相关研究进展.

摘要： 光学干涉通常被应用于光学平面表面缺陷检测.传统大学物理教材中仅对局部微小缺陷给出了近似的定量分析,而对全表面形变未给出定量分析.本文对上述干涉检测问题进行了拓展,对全场缺陷做出定量分析,旨在对学有余力的同学进行知识拓展.

摘要： 针对激光干涉仪设备短缺及自主灵活性不足等问题,提出一种基于虚拟(增强)现实技术构建虚拟激光干涉仪的方法,该方法以OpenGL和VC++MFC为开发平台,以雷尼绍XL80激光干涉仪的模型尺寸和干涉检测原理进行分析研究.首先,对实际激光干涉仪的激光特性和检测原理进行分析,依据实际模型尺寸,运用纹理映射等技术构建虚拟模型,增强虚拟激光干涉仪的真实感;其次,利用混合着色技术,模拟出该激光的等厚干涉条纹;最后,基于参数控制激光特性的方法,对虚拟激光的特性进行仿真分析;仿真实验表明,该模型能够灵活地将虚拟激光干涉仪亮度、干涉条纹等特性的调控过程以直观、可视的方式呈现出来.与实际实验教学相比,该虚拟仪器不仅解决了设备短缺等问题还增强了学生对激光干涉仪的理解和使用,具有较好的现实意义和推广价值.

摘要： 随着坐标测量软件技术的发展,需要对测量轨迹进行运动仿真,特别是需要检测出潜在的路径干涉,以避免实际运行测量程序时发生工件与测量机体间的碰撞.对基于ACIS几何造型引擎的坐标测量软件进行路径干涉检测的方法进行了研究,详述了步骤和方法,并编程实现.本文采用单步检测法将动态检测问题转换为静态检测问题，在仿真测量轨迹时将测量路径轨迹按距离和角度划分为足够密集的点表示，每个点代表测量时的一个工件与测量台体间相对静止的空间状态，实时计算每个点处是否有干涉。由于三维碰撞检测的复杂性，为保证碰撞检测的计算效率和实时性，需要优化每个点处静态干涉检测的步骤和算法。将干涉检测分为快速干涉检测和准确干涉检测两步，快速干涉检测排除了干涉可能性时，则跳过较费时的准确干涉检测，直接进入下一位置检测，从而大大缩短总的检测时间。

摘要： 为实现高效的装配干涉检测,提出轴向包围盒(Axis-aligned bounding box,AABB)及方向包围盒(Oriented bounding box,OBB)的十字相交方法,使得基于包围盒即可检测出在零件沿线形路径平移过程中发生干涉的对象,从而显著提高算法效率.提出对模型包覆更为紧密的扩展层次包围盒(Extended hierarchical bounding box,EHBB),用于在干涉检测中逐层进行包围盒比对及十字相交判断,快速搜索可能干涉的区域,可大幅减少几何求交运算的规模.基于包围盒十字相交与EHBB,提出面向线形路径平移的装配干涉检测算法及流程.最后在AeroAssem装配设计系统中实现了本文方法,通过在装配干涉矩阵生成中的实例验证,证明该方法能够有效缩短复杂对象的干涉检测时间,可广泛应用于装配规划与仿真等设计任务中.

摘要： 干涉检测与处理问题是武器系统虚拟装配中研究的重要问题之一。电缆与刚性组件不同，在虚拟装配过程中不仅存在位置变化，还存在形态变化。因此，电缆与刚性组件之间的干涉问题，及干涉后的响应问题十分复杂。如何建立电缆与刚性组件的干涉检测算法，并使电缆实时“规避”干涉，是电缆虚拟布线研究的重要问题。本文首先建立了基于能量优化的电缆几何模型；在讨论现有干涉检测算法的基础上，采用OBB方法对电缆和刚性组件进行干涉检测；最后提出了一种基于几何的干涉响应算法，根据干涉类型重新确定电缆几何模型，达到“规避”干涉的目的。

摘要： 在制造高精度非球面光学元件过程中，能够对元件的面形精度进行正确评价，并提取出有效的面形误差信息量，是指导计算机控制光学非球面元件超精密制造的一项关键技术，也是直接影响工件面形精度收敛效率的一个重要因素，本文针对非球面反射镜光学级检测技术进行广泛探讨，设计出实用型 Dall 补偿器及自准直干涉测量光路。针对课题研究中一具有中心孔抛物面镜制造实例，采取自准直干涉检测方案，得到了 λ/20 的检测结果。

摘要： 本文为了满足我国ICF系统大口径光学元件的检测需要，提出了子孔径拼接干涉检测的方法。介绍了子孔径拼接的基本原理，利用最小二乘法分析了拼接参数的求解方法，另外还使用了统计及线性回归理论分析了子孔径拼接系统的精度，从理论上证明了子孔径拼接技术在实际检测中的可行性。在理论分析的基础上，根据具体要求和实际条件，进行了实验装置的方案设计，并利用自行设计加工的实验装置进行了具体的子孔径拼接检测实验，得到了较好的实验结果。

摘要： 由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜,需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面,使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量,子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(＜100 nm).为实现此目标,在基于大口径迈克逊干涉原理的基础上设计了一套子镜间相位误差检测系统.该检测系统的创新性在于激光光源与白光光源同时应用,以对拼接主镜子镜间位置误差进行检测,检测的不确定度为5～6 nm,检测范围为30～40 μm,最后对该干涉检测系统的光学系统的设计进行分析,仿真出基于该检测系统的理论干涉图形,并得出较好的测试结果。

摘要： 在Web上进行虚拟现实设计,要考虑的因素很多,尤其是针对机械零件虚拟装配的参数化设计来说,要求系统不断刷新页面,这就给网络共享带来一大难题.本文分析了建立基于Web的虚拟设计系统的优化方案,并以轴系零部件的结构设计为例,具体阐述了采用VRML对零件进行建模、仿真和数据库的设计参数管理.与此同时,在虚拟装配的设计过程中,干涉检测是重中之重,本文对此也给予了讲解.

摘要： 对大口径光学元件的加工质量进行监控，目前主要采用小孔径干涉仪拼接检测的方案，这种方法既保留了干涉检测的高精度，又避免了大口径干涉仪产生的高成本.本文回顾了子孔径拼接干涉检测技术的发展过程，对现阶段国内外该技术的主要应用与研究现状进行了详细的介绍.最后对子孔径拼接检测技术的发展趋势进行了一定的分析.

摘要： 在对光学元件面形进行检测和光学系统成像质量的评价中，移相干涉测量技术有着广泛的应用.但是，光学干涉仪的测量精度对环境的要求非常苛刻，环境的振动和空气的扰动会对测量结果产生很大影响.本研究对相移干涉技术中振动因素造成的位相测量误差进行了分析讨论，比较了不同的PSI(phase-shifting interferometry)算法对于振动的敏感性大小，并且对位相测量误差RMS值分布反映出来的一些现象进行了深入探讨.

摘要： 在对光学元件面形进行检测和光学系统成像质量的评价中，移相干涉测量技术有着广泛的应用.但是，光学干涉仪的测量精度对环境的要求非常苛刻，环境的振动和空气的扰动会对测量结果产生很大影响.本研究对相移干涉技术中振动因素造成的位相测量误差进行了分析讨论，比较了不同的PSI(phase-shifting interferometry)算法对于振动的敏感性大小，并且对位相测量误差RMS值分布反映出来的一些现象进行了深入探讨.

摘要： 本发明涉及一种TSV检测用干涉仪以及利用该干涉仪的检测方法，本发明的TSV检测用干涉仪在检测TSV时，利用可变视场光阑检测TSV的直径及深度，从而能够缩短检测时间，并且减少结果数据容量，其中可变视场光阑将光线的焦点调节到TSV的入口和底面。而且，本发明利用远心透镜，从而即使在如TSV那样纵横比大的情况下也能确保到达底面的光量，从而提高检测精度，其中远心透镜使向TSV入射的光线实质上成为直线光。

摘要： 一种干涉仪传递函数及性能优劣的检测方法，包括：将用于配合检测的面状光学元件放置于干涉仪系统的待测台上；调整所述面状光学元件在所述待测台上的放置状态，而使得所述面状光学元件分别处于多个放置状态；通过干涉仪系统的成像部相应地分别成像形成多个面形图，每个面形图中包括的干涉条纹的数量不同；以及至少计算其中两个面形图之间的残差得到第一残差以及计算其中另外两个之间的残差而得到第二残差，还至少根据第一残差以及第二残差之间的区别大小程度来判断干涉仪系统的包括传递函数和整体光学性能在内的优劣。本发明还提供一种干涉仪系统。本发明提供的干涉仪系统及检测方法，可通过简单且较准确的方式检测干涉仪传递函数及性能的优劣。

摘要： 本发明公开了腔内干涉增强自混合干涉的微位移检测装置及检测方法，包括半导体激光器、平移台，半导体激光器的出射光路上依次设置有光束准直系统、分束镜，分束镜一光路上依次设置有聚焦透镜、被测物体，平移台上设置有反射镜，反射镜位于分束镜的另一光路上；半导体激光器依次连接有光电探测系统、计算机，计算机与平移台连接。通过两路自混合干涉信号在半导体激光器腔内形成二次干涉，提高自混合干涉信号的信噪比，实现高信噪比物体微振动信息的实时性探测；操作简单，适用性较强。

摘要： 本发明涉及一种TSV检测用干涉仪以及利用该干涉仪的检测方法，本发明的TSV检测用干涉仪在检测TSV时，利用可变视场光阑检测TSV的直径及深度，从而能够缩短检测时间，并且减少结果数据容量，其中可变视场光阑将光线的焦点调节到TSV的入口和底面。而且，本发明利用远心透镜，从而即使在如TSV那样纵横比大的情况下也能确保到达底面的光量，从而提高检测精度，其中远心透镜使向TSV入射的光线实质上成为直线光。

摘要： 本发明的表面安装机，包括：存储所使用的吸嘴的形状及搭载到基板上的各个元件的形状的三维数据的三维数据存储部(33a)；存储包括预先被设定的元件搭载位置及搭载过程的安装数据的安装数据存储部(33b)；根据元件搭载位置及搭载过程运算吸嘴的移动轨迹的运算单元(34)；根据吸嘴的形状及元件的形状的三维数据和上述移动轨迹，判别吸嘴与基板上的已搭载元件之间有无干涉的干涉判别单元(35)。采用本发明，可准确地判别将元件搭载于基板上的吸嘴与已搭载元件之间的干涉状态。

摘要： 一种干涉仪传递函数及性能优劣的检测方法，包括：将用于配合检测的面状光学元件放置于干涉仪系统的待测台上；调整所述面状光学元件在所述待测台上的放置状态，而使得所述面状光学元件分别处于多个放置状态；通过干涉仪系统的成像部相应地分别成像形成多个面形图，每个面形图中包括的干涉条纹的数量不同；以及至少计算其中两个面形图之间的残差得到第一残差以及计算其中另外两个之间的残差而得到第二残差，还至少根据第一残差以及第二残差之间的区别大小程度来判断干涉仪系统的包括传递函数和整体光学性能在内的优劣。本发明还提供一种干涉仪系统。本发明提供的干涉仪系统及检测方法，可通过简单且较准确的方式检测干涉仪传递函数及性能的优劣。

摘要： 本发明是窄带干涉滤光片全自动批量检测的分光光度计及检测方法，其特征在于：遮光罩上设置入射狭缝，所述入射狭缝的入口处设置石英窗片，所述石英窗片的前方设置光源，所述遮光罩内并排设置色散元件及光学通路，所述色散元件的对面设置准直镜，所述光学通路的对面设置物镜，所述光学通路的入口处设置出射狭缝，所述光学通路内轴向依次设置半透半反镜及第一检测器，所述遮光罩的下方设置X向平行移动轨道，其上滑动设置Y向平行移动轨道，所述Y向平行移动轨道上滑动设置多孔滤光片夹具，其底端设置Y轴俯仰姿态控制机构及X轴俯仰姿态控制机构，所述X轴俯仰姿态控制机构的顶端设置第二检测器，本发明实现了垂直度的自动检测及垂直度的一致性。

摘要： 本发明涉及光学零件加工技术领域，具体提供了一种目视观测与CCD显示两用的检测干涉装置，包括检测台，检测台上置有激光器、聚光镜组、分光棱镜、准直物镜、楔镜、目镜分光镜、目镜和CCD相机；聚光镜组位于激光器上方，分光棱镜设于激光器侧部且位于聚光镜组的下方，准直物镜和楔镜位于分光棱镜和待检测光学镜之间，目镜分光镜及目镜的水平中心连线与分光棱镜的水平中心线共线，CCD相机位于目镜分光镜的上方。本发明还提供了一种目视观测与CCD显示两用的检测方法。本发明针对检测光学零件的应用场景，具有目视观测操作方便的优点，同时又可通过CCD相机快速准确的读取干涉图像的信息，不易受环境影响，适用性高。

摘要： 本发明提供一种动态环境三维形变检测数字散斑干涉系统及检测方法，其中系统包括一双激光光源、一双通道数字剪切散斑干涉系统、一单通道数字散斑干涉系统、一数据采集系统、一机械加载装置和一计算机，计算机根据频谱差异特性，分别计算数据采集系统的图像传感器采集到的两个剪切散斑图和一个散斑干涉图的相位分布，最后根据相位分布的数据，采用基准共用和积分运算，完成三维形变信息的重构和解析运算。本发明的一种动态环境三维形变检测数字散斑干涉系统及检测方法，将DSPI与DSSPI技术结合，实现了动态环境下的三维形变同步、实时、在线测量，并且在大大降低系统成本，避免了多通道数据校准问题，简化了测量过程。

摘要： 本发明涉及一种融合散斑干涉和剪切散斑干涉的缺陷深度检测方法，将散斑干涉与剪切散斑干涉相融合，全面定量表征结构内部缺陷，消除了剪切散斑干涉检测缺陷深度的多类型误差来源，如消除了剪切量对缺陷尺寸检测不确定因素的影响，不需要考虑缺陷区域的边界条件，避免了不确定边界条件带来的误差，大幅度提高了缺陷深度的检测精度，更加符合实际定量无损检测应用的需求。