白光干涉

摘要： 拍长和折射率是表征保偏光纤产品性能的重要指标,随着保偏光纤在光纤通信和光纤传感等领域的广泛应用,对拍长和折射率参数的准确测量十分重要。基于白光干涉技术研制了保偏光纤拍长测量装置,通过测量保偏光纤上两个应力点之间的几何长度和对应耦合点之间的光学长度,实现了拍长的高精度测量,重复性优于4μm。基于数字全息显微层析成像技术,研制了保偏光纤折射率测量装置,通过记录不同旋转角度下的数字全息图,经滤波反投影处理后重建保偏光纤的二维横截面的折射率分布,实现了折射率的高精度测量,重复性优于10^(-4)。

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： 对B170P钢板进行了不同平整工艺参数的处理,研究了平整工序对其表面波纹度的影响,结合平整工序的表面波纹度测试结果,针对平整工序提出改善措施,以达到降低钢板表面波纹度的目的。利用白光干涉的三维光学轮廓仪,在室温、无凝结条件下,依据相关标准,测量不同条件下的冷轧钢板表面波纹度。通过大量取样测试,在测试范围内,随着平整延伸率的增加,波纹度W;和W;以及粗糙度R;的变化趋势相同,都呈增加趋势,呈正相关性;随着工作辊周期的增加,波纹度W;和W;以及粗糙度R;的变化趋势相同,都呈降低趋势,呈负相关性。

摘要： 谐波减速器具有传动平稳、传动精度和传动效率高、传动比范围大、承载能力高、结构简单、体积小、质量轻等优点,被广泛应用于航空航天、工业机器人、精密医疗等领域。目前,国内外谐波减速器刚轮材料多采用球墨铸铁和合金钢,刚轮制造多采用慢走丝、滚齿或插齿工艺,效率低,成本高,而采用粉末冶金法制备的材料尚未在谐波齿轮中应用。鉴于此,本工作将铁基Fe-Ni-Mo-Cu-C粉末冶金材料用于谐波减速器刚轮的制备,采用面摩擦磨损试验机对材料的摩擦磨损性能进行研究。白光干涉形貌、光学显微镜、扫描电镜和500 h台架实验的测试结果表明,粉末冶金法制备的Fe-Ni-Mo-Cu-1.0C材料具有优异的摩擦磨损性能,能够满足谐波减速器刚轮的使用要求。

摘要： 对于具有动态特性的MEMS陀螺仪表面形貌的检测,采用传统接触式检测方式难以实现。本文设计一款无限远场校正的20^(×) Mirau型白光干涉显微物镜成像系统,实现对MEMS陀螺仪无接触式的表面缺陷检测。系统工作于可见光波段,数值孔径NA=0.3,放大倍率为20倍,工作距离3.1 mm,总体长度为45.85 mm。系统包含光学成像部分和Mirau型干涉部分,光学成像部分的成像质量接近衍射极限,各项设计指标均满足要求;通过VirtualLab软件对干涉物镜进行光路的干涉仿真并得到清晰的干涉条纹,验证了设计的合理性。

摘要： 在迈克耳孙干涉仪实验中,当干涉仪出现的光点数量和亮度不同,分束镜的透射率与反射率比值不同,以及观察屏(护目板或毛玻璃)不同时,均会导致观察到的实验现象不同.通过理论分析和数值模拟,解释了不同实验现象出现的原因,并给出了相应的解决方案.另外,还分析了利用白光干涉测量透明介质厚度时导致误差的原因,并给出了减小误差的具体方案.

摘要： 将光学干涉的原理与色度学方法相结合,通过计算机编程实现由颜色的色调值到光程差的转换,实现白光干涉图的计算机模拟,通过查表比色法还原薄膜厚度信息.测试了该方法用于理想薄膜和实际液体薄膜的厚度分布信息,效果良好.该实验可在实验室内完成,也可居家完成,可用于光电信息相关专业实验项目和课程内容的扩展.

摘要： 针对航空科学技术产业中超精密加工对微纳米尺度的测试要求,本文提出一种白光干涉三维形貌快速测量算法.该算法通过将移相扫描精相位与垂直扫描粗相位融合,得到待测样品的三维形貌测量结果,并采用二维离散差分算法判断并消除待测样品在阶跃形貌的边缘处产生的蝙蝠翼误差,得到高精度的三维形貌测量结果,试验证明该算法纵向分辨率可达亚纳米精度.

摘要： 通过测定不同留皮度粳米的白光干涉图像、扫描电镜图片及白度、透过度、精白度、L值、a值及b值变化研究,分析不同留皮度粳米外观形貌特征变化.研究表明:米粒两侧粒面皮层首先被碾磨,米粒腹部和背部较难碾磨;样品表面根均方高度Sq值即表面粗糙度随着留皮度减小,先增加后减少;糙米种皮、糊粉层及胚乳细胞结构,随着留皮度减少,逐层被碾磨;样品白度、透过度、精白度、L值均逐渐增加,a值及b值逐渐减少.

摘要： 拍长是表征保偏光纤产品性能的重要指标,近年来随着保偏光纤在光纤通信和光纤传感等领域的广泛应用,对拍长的高精度测量十分重要.基于白光干涉技术研制了保偏光纤拍长测量装置,通过测量保偏光纤上两个应力点之间的几何长度和对应耦合点之间的光学长度来计算拍长.几何长度采用激光干涉仪进行精确测量,光学长度是通过采用Hilbert变换和多项式拟合提取白光干涉包络信号,精确定位耦合点的峰值位置,使用稳频激光干涉技术进行测量.实验测量结果和不确定度分析表明,保偏光纤拍长测量装置的测量重复性优于4 μm,测量不确定度为20 μm(k=2).

摘要： 利用红外光对半导体材料的良好透射特性，提出了可同时工作于可见光和红外光波段的双波段白光干涉三维形貌测试系统。设计研制了Linnik结构干涉系统，对微器件进行了可见光波段的表面形貌重构和红外光波段的内部形貌透射测试，准确获得了微器件的三维形貌。横向分辨率1μm，纵向分辨率为百nm量级，扫描范围250μm。该方法突破了目前白光干涉仪的波长测试极限，在实现微器件表面形貌测试的同时，还可广泛应用于半导体封装器件内部形貌测试、在线工艺监控、高深宽比器件侧壁结构重构及键合界面质量评估等领域。

摘要： : 将通常白光干涉技术中光源宽谱范围从可见光范围推广到近红外800nm～1200nm区域，干涉图案及其视觉特征将因为CCD摄像机的响应函数和样品材料的吸收特性产生极大的改变，本文针对红外波段白光干涉中相关问题对CCD响应特性、滤光片频率宽度及范围和干涉图案零光程差图象特点进行了测试研究。

摘要： 本文针对小推力压电陶瓷迟滞特性,提出了一种用SPCE061A单片机控制的新型白光干涉微纳扫描系统设计.该扫描系统采用低压误差放大器OP07 和高压功率放大器PA78 双级放大器件为核心元件,使得系统的整体带宽与放大倍数可调解,并对扫描系统中压电陶瓷微位移器的迟滞曲线进行数学建模,结果表明:输出电压在0～200V 连续可调,纹波电压的最大值为1.06mV;应用于微纳扫描控制,能获得20 μm 扫描范围,控制精度达10nm,线性度为0.9,阶越响应时间1.5μs,能实现对微纳扫描系统精确、快速的开环控制.

摘要： 基于白光干涉原理,采用麦克尔逊干涉仪补偿光程差的方法,对光纤陀螺环圈内部偏振耦合的位置和耦合强度做了试验研究。结果表明:绕环和封装过程造成了光纤环内部寄生偏振耦合的增加,并且增加的偏振耦合点位置呈周期性分布,同环圈结构有很好的对应关系。并给出相关建议抑制偏振耦合的产生。

摘要： 本文利用白光干涉仪测量形貌,实现对MEMS深槽结构的几何尺寸和三维形貌的分析.实验采用样品为硅栅,测得沟槽的深度为89.78μm,沟槽宽度22.6 μm,深宽比为4∶1,得到清晰的三维形貌图.经过对不同沟槽的测量发现,当槽结构的宽大于5μm时,经倾斜一定角度后,可以测得槽的三维形貌.

摘要： 本文介绍了用迈克尔逊干涉仪调节白光干涉的技巧,并建议了一种新的调节方法。我们认为先把激光干涉条纹调粗很重要,非常有利于观察白光干涉;我们提出的新方法可以更容易地观察白光干涉,学生不会因反复调节看不到彩色条纹而失去耐心,特别适合非专业的学生操作。

摘要： 实验基于迈克尔逊干涉仪测量透明介质折射率的两种方法.将待测透明介质插入迈克尔逊干涉仪光路中,通过白光干涉的彩色条纹测出光程变化,据此可测介质折射率.分别用两种方法测量了同一块透明玻璃片的折射率,计算了不确定度,并比较了两种方法的特点.

摘要： 为满足精密测量中垂直扫描白光干涉以及千分表、电感位移传感器、表面粗糙度触针位移传感器标定对垂直方向的高精度定位和高分辨率运动要求,研制出一种纳米级垂直扫描位移工作台.该工作台采用柔性铰链结构,压电陶瓷驱动位移,满足纳米级微位移驱动要求,同时利用两级杠杆放大结构,扩大了位移行程.针对压电陶瓷驱动的位移随电压变化的非线性特点,利用衍射光栅对压电驱动进行实时监控,对这种非线性误差进行实时补偿.衍射光栅固定在工作台的微定位板上,工作台的移动量可由衍射光栅二次衍射干涉后产生的条纹变化得到.根据衍射光栅的计量特点,分析垂直扫描位移工作台测量误差的主要影响因素。通过试验验证,优化系统误差,进一步提高了垂直扫描位移工作台的定位精度.

摘要： 采用白光干涉技术对应力场引起的保偏光纤内部的分布式偏振模式耦合进行定量测试和理论分析。由偏振模耦合的强度计算应力的大小,通过由双折射引起的两个正交的偏振模的光程差计算应力的位置。提出了分布式光纤应力传感器的结构设计。该传感器可实现1km的测量范围,对应力作用点的空间位置测试精度可达到毫米量级,对偏振模耦舍强度测试可达到-80 dB的灵敏度。

摘要： 本文针对恶劣环境下高温测量的需要，研究一种新型光纤高温传感系统，该系统基于白光偏振干涉技术，以蓝宝石晶体为测温材料来进行温度测量。从晶体材料，测温原理和信号处理方法三方面对此进行理论探讨，并对测温系统进行了实验验证，证明了该技术的可行性。

摘要： 本发明涉及一种用于消除白光干涉仪干涉信号二阶伪耦合点的方法，针对采用白光干涉法对保偏光纤偏振耦合效应进行测量的实验装置而提出，所述的实验装置包括光源模块、检偏器和迈克尔逊干涉仪，在检偏器之前添加延时模块，的延时模块包括偏振分束棱镜、可调光延迟线和偏振合束棱镜三部分，偏振分束棱镜的入射端与保偏光纤熔在一起，快轴与快轴对准，慢轴与慢轴对准。偏振分束棱镜将保偏光纤中一束两个偏振方向的光在空间上分成两束线偏振光，使得原慢轴上传播的光经过可调光延迟线，通过设置可调光延迟线的延迟量，实现快轴传播模式和慢轴传播模式光程差的调节，将两种模式在时域上分开，从而避免二阶伪耦合点的产生。

摘要： 一种全光纤白光干涉仪的干涉信号处理方法，涉及光学干涉信号数据处理方法，属于光学测量和光纤传感技术领域。本发明提供的方法为：假设通过全光纤白光干涉仪采集到的干涉信号共含有N个数据，N为正整数；I

摘要： 本发明是一种基于混合干涉条纹的白光显微干涉形貌重建方法，利用Mirau型白光干涉光学系统，通过压电陶瓷移动台精密控制干涉物镜纵向扫描移动，将采集得到的一系列白光显微干涉图进行保存。首先，将所采集到的干涉灰度图转换为光强图，通过频域滤波以及基频信号提取算法，获得单帧干涉图像对应的归一化调制度图，针对每个独立纵向扫描位置，利用同一像素点光强值与对应调制度数值的乘积获取一帧混合干涉图像。最后通过纵向扫描获取得到一系列混合干涉图像，通过寻找混合干涉极值及其相应扫描位移来获取被测物体每个像素点的高度信息，从而实现物体三维形貌重建。本方法具有测量精度高，抗干扰能力强，系统简单等特点，适用于微纳结构三维形貌检测。

摘要： 白光干涉仪干涉条纹展宽方法，涉及光学检测领域中的一种干涉条纹展宽方法。本发明的目的在于提供一种白光干涉仪的自动条纹展宽方法，在提高测量效率的同时，降低操作难度与工作量。该方法实施步骤为：首先调节白光干涉仪至条纹出现在屏幕中心处；然后计算屏幕四个子区域的条纹强度；计算两个条纹较强子区域的条纹方向；通过两区域中心沿各自条纹方向作虚拟直线并计算交点屏幕坐标；将该屏幕坐标转换为实际位置偏移，并根据元件曲率半径控制镜头摆动角度；重复以上过程直至条纹满足测量要求。本方法采用图像处理技术，不需外加传感器，计算简单，调节周期短，对于一般情况条纹，经过3～5次调节即可满足测量要求。

摘要： 本发明公开了一种面向光纤白光干涉的干涉条纹包络提取方法，以白光干涉系统通过低相干干涉测量获得的干涉条纹信号为研究对象，深入剖析白光干涉的特性和原理，结合半高全宽法、相移法、希尔伯特变换法，提出了一种改进的包络峰值提取算法。这种算法将干涉零级条纹的定位过程分步处理，既确保了干涉包络的提取精度，又大幅度降低了算法的运算时间，优化了光纤白光干涉的整体性能。

摘要： 本发明公开了一种面向光纤白光干涉的干涉条纹优化方法，以结合光电探测器和纳米位移台的迈克尔逊干涉仪为主体，利用各硬件之间的组合关系构建了一套完整的光纤白光干涉检测系统，并提供了基于该系统的干涉条纹优化方法，包括采用组合光源和使用幂指数运算两种思路，以对比度作为评价干涉条纹优化程度的目标函数，从白光干涉原理和理论推导出发，提高干涉零级条纹和次级条纹的对比度，并缩短等效相干长度，提高零级条纹的定位精度，从而提高系统的检测精度。

摘要： 本发明涉及光纤传感技术领域，具体的说是一种基于白光干涉的光纤干涉仪臂长差的测量装置及方法，其特征在于设有光源、光谱仪、2*2耦合器、补偿光纤、光纤拉伸器、光纤干涉仪，其中光源的输出端以及光谱仪的输出端分别与2*2耦合器的两路输入相接，2*2耦合器的一路输出接光纤干涉仪的输入端/输出端，另一路输出经补偿光纤与光纤干涉仪的输出端/输入端相连接，补偿光纤上设有光纤拉伸器，本发明相对于现有技术，具有操作简便、测量准确等显著的优点。

摘要： 本发明涉及一种用于消除白光干涉仪干涉信号二阶伪耦合点的方法，针对采用白光干涉法对保偏光纤偏振耦合效应进行测量的实验装置而提出，所述的实验装置包括光源模块、检偏器和迈克尔逊干涉仪，在检偏器之前添加延时模块，的延时模块包括偏振分束棱镜、可调光延迟线和偏振合束棱镜三部分，偏振分束棱镜的入射端与保偏光纤熔在一起，快轴与快轴对准，慢轴与慢轴对准。偏振分束棱镜将保偏光纤中一束两个偏振方向的光在空间上分成两束线偏振光，使得原慢轴上传播的光经过可调光延迟线，通过设置可调光延迟线的延迟量，实现快轴传播模式和慢轴传播模式光程差的调节，将两种模式在时域上分开，从而避免二阶伪耦合点的产生。

摘要： 本发明提供的白光干涉仪干涉条纹调整方法，针对白光干涉仪的条纹调整过程，采用了图像处理方法，计算干涉条纹的相关参数，通过控制干涉物镜的二维摆角或载物台的二维倾角来实现条纹的自动调整，这一过程借助了计算机高效的计算速度，大大提高的条纹调整的效率以及稳定性，同时也降低了仪器的使用难度与工作量。

摘要： 本实用新型涉及一种基于白光干涉的迈克尔逊干涉色选机，包括依次连接的进料机构、色选机本体和分料斗，以及控制系统。所述色选机本体包括壳体，以及设于壳体内的第一光学系统和喷阀，其特征在于，所述第一光学系统包括第一图像传感器，以及依次设置的第一光源、第一透镜、第一半透半反镜、第一平面透镜和第一平面反光镜，所述进料机构、第一图像传感器、第一光源和喷阀均与控制系统连接。与现有技术相比，本实用新型采用白光迈克尔逊干涉技术，改变了之前色选机直接通过反射光成像的方法，提高了色选机的测量精度，为色选机向精度更高、应用领域更广方向发展提供了新的解决办法。