激光干涉

摘要： 目前光子多普勒测速的应用场景多为瞬时、短时的冲击、震动、飞片等测量,采集时间少、景深距离短,缺少长景深动态测试的应用。为此我们搭建了一套全光纤结构PDV以及基于LabWindows的上位机解调软件,以15 kHz线宽1550.12 nm激光器为光源,300 mm工作距离非球面镜作为探头,针对运动距离为1.33 m、最高速度14 m/s的无杆气缸滑块进行速度测量。通过多次实验,得出了无杆气缸滑块运动的全程速度曲线,并用积分反推出运动距离与实际滑块运动距离相符,平均相对误差为-0.5266%。实验结果表明,光子多普勒测速系统健壮性良好,在信号光耦合功率低的情况下仍可以得到16 dB以上信噪比的干涉信号,大气环境稳定时可在长景深范围内进行动态测量。

摘要： 干涉测量技术被广泛应用于纳米级的微观形貌测量,为了提高干涉测量的精度和灵敏度,提出一种基于白光干涉和激光二次干涉相结合的高灵敏度零差干涉测量方法。设计了高灵敏度零差干涉系统,利用激光二次干涉的零点对白光干涉的暗纹进行定位,使其在零光程差时达到斜率最大值。利用波动原理和干涉条纹的强度公式分别对白光信号和激光信号进行分析,并提出将白光和激光干涉信号相结合的灵敏度计算方法。对系统及其灵敏度进行了仿真,最后搭建光路,将白光干涉条纹调至暗纹位置,以此来定位激光二次干涉的零位,并进行数据采集。所述测量方法的灵敏度相比激光二次干涉至少提高1832倍,相应的测量不确定度仅为±0.2887 mV。所述测量系统能够有效解决传统干涉测量中计算量大的问题,灵敏度高、稳定可靠。

摘要： 基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验;结果表明:姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1 μm;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系;干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度;研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。

摘要： 针对由物体光路误差导致的齿面像形状畸变现象,利用精确光线追迹算法分析了可能导致齿面像形状畸变的三种因素,明确了齿面像形状畸变的主要误差来源,建立了齿面像形状畸变的判断模型,确立了齿面像形状畸变和齿轮轴线倾斜之间的映射关系,提出了基于齿面像形状畸变特征的物体光路优化方法。最后进行了实验验证,结果表明误差控制在2%左右,证明了所提方法的合理性与正确性。

摘要： 对比传统散热方式,微热管体积小、形状多变,且传热效率高,可在小空间强化自然对流传热中得以充分发挥。研究在封闭腔体内自然对流传热的基础上,通过试验对比纯空气自然对流(工况Ⅰ)、加入铝管(工况Ⅱ)和加入微热管(工况Ⅲ) 3种散热方式,得出工况Ⅲ散热效果最佳。采用微热管对热源进行散热后,对流换热随着热源功率的增加而强烈,腔内空气温度与腔顶平均热流密度随着热源间距的增加而减少,热量更多地从微热管中传递扩散。

摘要： 为研究过冷沸腾中气泡的生成机理并为壁面沸腾模型的建立提供数据支撑,本研究采用透光的氧化铟锡(ITO)薄膜作为加热材料,使用激光干涉法和高速相机对池沸腾中单气泡的生长过程进行同步测量,获取了气泡底部微液层的结构和变化过程,同时得到气泡干斑直径、气泡直径等相关参数。研究结果表明,气泡生长过程可分为底部存在微液层的生长阶段和底部完全蒸干后的脱离阶段两部分,两阶段的时长大致相当。在生长阶段,干斑直径和接触直径逐渐增大;在脱离阶段,接触直径逐渐减小。在气泡稳定生长时期,接触直径与气泡直径的比值约为0.6。实验结果验证了微液层边缘存在弯曲结构。本研究获得的气泡微液层演变数据可为气泡生长模型提供实验支撑。

摘要： 针对“太极计划”中由卫星抖动引起的影响激光干涉测量精度的两个主要噪声:激光指向抖动噪声、光程倾斜(tilt-to-length, TTL)耦合噪声,仿真分析了这两个噪声的抑制水平。采用差分波前传感技术,结合激光指向抖动噪声抑制系统的物理图像,求解了系统中各功能模块的传递函数,构造了抑制激光指向抖动噪声的Simulink仿真系统;针对TTL中常用的凹凸透镜组合技术手段,首次设计了由双凸透镜组成的4?成像系统,并采用MATLAB程序计算分析了TTL耦合噪声水平。仿真结果表明,激光指向抖动噪声、TTL耦合噪声抑制效果均优于“太极计划”的要求,且4?成像系统具有设计调控简便、精度高、易操作等优点。

摘要： 结合激光干涉仪准确测距和视觉图像刻线智能识别技术,研制了对铟瓦标尺刻线间隔进行检定的自动测量装置,介绍了该装置的基本原理、主要硬件组成及软件实现。该装置测量铟瓦标尺的扩展不确定度不超过6μm,满足铟瓦标尺的检定要求。

摘要： 针对利用激光跟踪仪对数控加工中心进行线性测量成本过高的问题,开发了一种三维激光干涉球杆仪.利用激光干涉法实现距离测量,设计全新测量光路,并通过伸缩杆的被动拉伸实现跟随测量.采用双球铰运动副为激光器的空间姿态调整提供保证,并搭配激光器、镜组微调等装置实现随时对光.利用ANSYS Workbench软件对装置进行建模并验证模型精度.建立机构运动学方程,利用MATLAB对运动空间进行仿真.通过实验验证激光光路,证明了该设计的可行性.

摘要： 近年来迅速发展的空间引力波探测、卫星重力测量、深空探测等空间任务需求,对超远距离、超高精度星间激光干涉测量技术提出了极具挑战性的技术要求.在典型的空间引力波探测中,要求在百万千米(109 m)距离上达到皮米(10-12 m)量级的激光干涉测量精度.本文根据空间任务中对星间激光干涉测量的需求,介绍了星间激光干涉测量系统的总体构成,并讨论了测量系统中的各项关键技术:空间应用型激光器技术、超稳光学平台、稳频技术、精密相位测量与超低功率弱光锁相技术、星间激光快速捕获、跟踪与超精密光束指向测控技术等,以及目前的技术发展现状.星间激光干涉测量技术能力的提高,将能够满足更广泛的空间任务需求并大幅推进空间任务的进一步发展.

摘要： 介绍了激光干涉技术在动态测试与校准中的应用情况及国内外的研究进展,深入分析了目前国内激光干涉技术在动态测试与校准中应用存在的问题,并探讨了问题解决的方向.

摘要： 听觉感知表现出两音抑制、结合音等非线性现象,为探索这些听觉非线性现象的来源与机理,采用激光干涉对豚鼠耳蜗基底膜振动响应非线性作了研究.研究发现,在刚离体的耳蜗基底膜中可以观察到结合音,以及两音抑制现象.随着时间推移,结合音的幅度与两音抑制效应逐渐减弱.在离体大约30分钟后,结合音消失,与此相伴的两音抑制效应也同时消失.这一研究表明两音抑制与结合音现象同时发生在基底膜,且是耳蜗在有活性时的表现,一个失去活性的纯被动振动耳蜗基底膜不具有上述听觉的非线性.这一结果对耳蜗非线性源于主动振动的理论提供了实验支持.

摘要： 为提高钢卷尺、金属线纹尺等线纹类量具的检定效率并消除人为误差影响,研制出一种基于影像测量和激光干涉测长技术的一维线纹自动检测系统,分别给出了影像测量系统和激光测量系统的结构和原理,提出了一种影像测量系统定位精度误差补偿方法.实验结果表明,该系统可满足钢卷尺、标准钢卷尺、三等金属线纹尺等一维线纹的检定要求.

摘要： 采用三光束激光干涉法在GaN LED表面制作光子晶体结构.实验表明,当激光功率140m时,能够制作具有直径360nm,孔深78nm,周期410nm的六角晶格光子晶体.结果显示光子晶体对于GaN LED的光提取效率同样起到了明显的效果,LED的输出光强比常规结构LED最大提高55.7％.

摘要： 构建了耳蜗非线性动力学激光干涉研究系统，利用该系统，对离体耳蜗中音调表达作了激光干涉研究，干涉测量表明，在离体耳蜗中未观察到使准周期信号实现同步与锁频并以此表达基频缺失复合音音调的共振峰。实验观察到心理声学中观察到的音调偏移现象，但与心理实验略有差别，缺少心理实验中的第2音调偏移。

摘要： 本文介绍了一种基于激光干涉原理的激光水下探声系统的实验演示.该演示系统集光纤、光电子技术于一身,通过将水声振动转换成光信号,并由光纤传至信号接收系统,进而实现对信号的实时采集与处理.

摘要： 动态压力测试与校准技术越来越受到重视,校准的技术手段也越来越多,但关键的溯源问题已经明显制约了动态压力测试校准技术的发展与推广.本文比较分析了阶跃压力、脉冲压力、正弦压力三种主要的动态压力激励信号的主流校准溯源方法,以及它们在可靠溯源方面存在的不足,尤其是使用越来越多的脉冲压力与正弦压力校准.通过对各种测量原理的可溯源动态压力校准方法以及世界各国最新研究进展情况的全面分析归纳,总结出基于运动参数与动力学方程的动态压力测量方法与基于折射率变化的激光干涉动态压力测量方法等两个重点研究方向.

摘要： 核态沸腾中位于汽泡底部的微液层在热量传递的过程里起到了的至关重要的作用。本文用激光干涉法结合高速摄影技术清晰地记录了汽泡生长过程中微液层干涉图样的变化过程，分析了干区出现后三相接触线的变化规律，从实验中发现微液层干区半径随时间的变化呈现出良好的线性趋势。本文对干区出现前后微液层厚度和汽泡基圆半径的变化规律进行了分析，在干区出现之前汽泡基圆半径随时间迅速增加，在干区出现之后，基圆半径的变化趋势趋于平缓。本文通过积分法计算了汽泡成长过程中微液层体积的变化规律，微液层体积呈现出先增大后减小变化趋势。

摘要： 本文针对两类具有典型低速且速率快速变化特征的测试条件，即激光冲击强化(LSP)自由表面速度和霍普金森杆(SHPB)端面及试样径向速度进行了PDV测量.编制了短时傅里叶变换(STFT)和连续小波变换(CWT)两种数据程序.研究表明，PDV对两类试验均能实现较好地测量，不同试验条件下应采用不同的时频变换方法.对于LSP自由表面速度，采用CWT能够获得与理论相符的速度历程，并正确地解析了弹性前驱波；对于SHPB端面速度，STFT和CWT均能获得较好的处理结果；对于SHPB试验中试样径向速度，由于CWT对背景噪声的敏感性，用STFT处理更为理想.

摘要： 本文针对两类具有典型低速且速率快速变化特征的测试条件，即激光冲击强化(LSP)自由表面速度和霍普金森杆(SHPB)端面及试样径向速度进行了PDV测量.编制了短时傅里叶变换(STFT)和连续小波变换(CWT)两种数据程序.研究表明，PDV对两类试验均能实现较好地测量，不同试验条件下应采用不同的时频变换方法.对于LSP自由表面速度，采用CWT能够获得与理论相符的速度历程，并正确地解析了弹性前驱波；对于SHPB端面速度，STFT和CWT均能获得较好的处理结果；对于SHPB试验中试样径向速度，由于CWT对背景噪声的敏感性，用STFT处理更为理想.

摘要： 一种激光追踪器(70)用于连续地追踪反射目标并且用于确定相对于目标的距离，所述激光追踪器具有限定直立轴的基部、用于发射测量辐射并且用于接收由目标反射的测量辐射的至少一部分的束转向单元，其中，束转向单元被马达地驱动以能够相对于基部绕直立轴和基本上与直立轴正交地延伸的倾斜轴枢转。此外，追踪器具有距离测量单元(10)，其被构造为用于借助于干涉测量法确定相对于目标的距离的变化的干涉仪(10)、用于生成用于干涉仪(10)的测量辐射的干涉仪激光束源(20)以及用于确定束转向单元相对于基部的对准的角度测量功能。干涉仪激光束源(20)被构造为激光二极管(20)，并且激光二极管(20)进一步被构造为能够在纵向方向上单模地生成测量辐射，并且测量辐射具有定义的发射波长和至少10m的相干长度。

摘要： 本发明涉及一种激光干涉装置及应用该激光干涉装置的三维重建成像系统，该激光干涉装置包括激光器、反射镜以及鱼眼采集器，其中，所述反射镜包括第一圆锥反射镜和第二圆锥反射镜，所述第一圆锥反射镜的底部嵌入所述第二圆锥反射镜的顶部，并且所述第一圆锥反射镜的锥角小于所述第二圆锥反射镜的锥角；所述激光器射出的锥形光线依次经过所述第一圆锥反射镜和所述第二圆锥反射镜形成条纹。通过锥角不同的第一圆锥反射镜和第二圆锥反射镜，使得经过反射镜上的光束发生干涉，从而在待测物上产生稠密的条纹，再通过鱼眼采集器实现大视场数据采集，从而提高成像的精度。该结构设计巧妙、结构简单、价格低。

摘要： 本发明公开了一种斐索激光干涉仪标准镜头以及斐索激光干涉仪。该斐索激光干涉仪标准镜头包括：光阑及同轴设置的标准镜头主体，所述标准镜头主体包括面向所述光阑的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面上设置有中心对称的衍射环。本发明提供的斐索激光干涉仪标准镜头以及斐索激光干涉仪具有结构简单，成本低的优点。

摘要： 本发明涉及一种精密测试技术及仪器领域，特别涉及一种激光波长修正式平面反射镜激光干涉仪及波长修正方法，所述激光波长修正式平面反射镜激光干涉仪，包括激光源、固定平面反射镜、光电探测器、测量平面反射镜装置和分光镜，所述测量平面反射镜装置包括测量平面反射镜和精密位移装置，所述精密位移装置为所述测量平面反射镜提供与被测物体位移同向或反向的位移。本申请中，将被测物体实际位移中超出半个激光波长小数部分△L也测量出来补充到位移检测结果中，进而使得本申请的激光干涉仪所测量得到的位移结果更加精确，同时精密位移装置进行若干整数波长精确位移，通过精确的距离反求环境等效激光波长，进一步提高本发明激光干涉仪的测量精度。

摘要： 本发明涉及一种精密测试技术及仪器领域，特别涉及一种激光波长修正式角反射镜激光干涉仪，所述激光波长修正式角反射镜激光干涉仪，包括激光源、固定角反射镜、光电探测器、测量角反射镜装置和分光镜，所述测量角反射镜装置包括测量角反射镜和精密位移装置，所述精密位移装置为所述测量角反射镜提供与被测物体位移同向或反向的位移。本申请中，将被测物体实际位移中超出半个激光波长的小数部分△L也测量出来补充到位移检测结果中，进而使得本申请的激光干涉仪所测量得到的位移结果更加精确，同时在激光波长修正过程中，精密位移装置进行若干整数波长精确位移，通过精确的距离反求环境等效激光波长，进一步提高本发明激光干涉仪的测量精度。

摘要： 本发明提供一种能够更加准确地对采样信号进行解调且易于小型化的激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法。激光干涉仪的特征在于，具备：光源部，其射出第一激光；光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光；解调电路，其执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理，所述解调电路间歇地执行所述解调处理。

摘要： 提供激光干涉仪及激光干涉仪的控制方法，能够与激光光源的种类无关地精度良好地测量源自测定对象物的信息。激光干涉仪的特征在于，具备：激光光源，射出出射光；光分割器，将出射光分割为第一分割光和入射到测定对象物的第二分割光；光调制器，配置在第一分割光所行进的光路，将第一分割光调制为频率不同的参照光；光路长度变更部，设置在光分割器与光调制器之间，变更作为光分割器与光调制器之间的光路长度的第一光路长度；受光元件，接受出射光由测定对象物反射而生成的物体光与参照光的干涉光，输出受光信号；以及控制部，根据作为光分割器与测定对象物之间的光路长度的第二光路长度，来控制光路长度变更部的动作。

摘要： 本发明涉及一种激光干涉装置及应用该激光干涉装置的三维重建成像系统，该激光干涉装置包括激光器、反射镜以及鱼眼采集器，其中，所述反射镜包括第一圆锥反射镜和第二圆锥反射镜，所述第一圆锥反射镜的底部嵌入所述第二圆锥反射镜的顶部，并且所述第一圆锥反射镜的锥角小于所述第二圆锥反射镜的锥角；所述激光器射出的锥形光线依次经过所述第一圆锥反射镜和所述第二圆锥反射镜形成条纹。通过锥角不同的第一圆锥反射镜和第二圆锥反射镜，使得经过反射镜上的光束发生干涉，从而在待测物上产生稠密的条纹，再通过鱼眼采集器实现大视场数据采集，从而提高成像的精度。该结构设计巧妙、结构简单、价格低。

摘要： 本发明公开了一种斐索激光干涉仪标准镜头以及斐索激光干涉仪。该斐索激光干涉仪标准镜头包括：光阑及同轴设置的标准镜头主体，所述标准镜头主体包括面向所述光阑的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面上设置有中心对称的衍射环。本发明提供的斐索激光干涉仪标准镜头以及斐索激光干涉仪具有结构简单，成本低的优点。

摘要： 本发明提供一种激光干涉仪和使用该激光干涉仪的测量装置。激光干涉仪(1)具有反射镜(2)和激光干涉部(3)，反射镜(2)具有两块平面镜(4、5)，激光干涉部(3)具有输入两个相互正交的直线偏光并进行分光的偏光分光器(8)和使分光的各光成分以相对于平面镜(4、5)垂直地入反射的方式折射的双棱镜(6)，使各光成分在双棱镜(6)和反射镜(2)之间两次往返后输出，激光干涉部(3)具有偏转部(15)，偏转部(15)配置在偏光分光器(8)和双棱镜(6)之间，使得当各光成分最初往返时一个光成分通过，当各光成分下一次往返时另一个光成分通过，并且具有自由调整通过的光成分的偏转方向的一对楔形棱镜(15a、15b)，因此各光成分的偏转调整作业简单，能够使所输出的激光的各光成分的平行度提高，能够使横摇方向的位置偏差的测量精度提高。