光学微型化、微光学与测量技术的水平与前景—1996年斯图加特光学研讨会

斯图加特大学设计与加工技术系、光学与精密工具技术研究所举办的传统的光学研讨会于1996年2月21日召开。重点课题是:微型结构、近场显微术、干涉测量术和加工测量技术。主办人为工程光学研究所的Tiziani教授。与会人员约300人。Tiziani教授首先做“三维测量技术的概括”报告,特别介绍了干涉测量的技术水平和发展趋向。相位测量与三角测量方法越来越变得实用,此外,还介绍了许多革新技术,如三波长干涉测量与斜光干涉测量的结合,用于粗糙表面的单位测量。还有双波长本振干涉测量、双本振干涉测量和白光干涉测量。在这方面新的内容是在保持干涉测量分辨率的情况下,增大了单值性的范围。图1介绍了一台扫描短相干干涉仪的结构示意图。由于单值性范围的增大,这种方法还可用来测量分离的表面(如测量继电器衔铁)。

微型自适应光学系统闭环控制算法

以微型自适应光学系统的波前重构算法和信号处理系统为基础 ,给出了相应的微型自适应光学系统的闭环控制算法 。

微型自适应光学系统的波前重构算法

基于测量所得的 37通道微型机械薄膜变形镜的影响函数矩阵和微型自适应光学系统 ,给出模式法波前重构与补偿的微型变形镜的控制电压 。

空间微型光学载荷主结构优化设计与试验

针对某微型光学载荷主结构质量过重,地面重力变形过大以及基频太低的问题,提出以质量最小、随机加速度响应RMS值为目标,基频、变形为约束条件,建立优化数学模型,并对光学载荷主结构进行拓扑优化设计。对优化后的主结构进行工程分析,结果表明,优化后主结构质量为12.5 kg,降低了68.71%;基频由优化前的11.18 Hz提高到268.7 Hz;最大变形为0.3μm;光学载荷安装位置随机加速度响应值放大倍率1.2,小于总体指标1.5;最后对主结构和其上端安装的光学载荷进行了力学试验、热循环试验,并对试验后的设备进行了性能检测,结果满足总体指标,证明了所设计的主结构具有良好的性能,同时该主结构优化方法有效可行。

空间微型光学载荷主结构优化设计

针对某空间微型光学载荷主结构质量过重、地面重力变形过大以及基频太低的问题,提出以质量最小、随机加速度响应RMS值为目标,基频、变形为约束条件,推导出多目标拓扑优化的表达公式,建立优化数学模型,并对光学载荷主结构进行拓扑优化设计。对优化后的主结构进行工程分析,结果表明,优化后的主结构质量较小,基频较高,变形和随机振动响应较小。最后对主结构和其上端安装的光学载荷进行了力学试验,并对试验后的设备进行了性能检测,结果满足总体指标,证明了所设计的主结构具有良好的性能,同时该主结构优化方法有效可行。

微型光学陀螺用光波导环形谐振腔的优化设计与制备

光波导环形谐振腔是微型光学陀螺的核心敏感部件,其性能直接影响陀螺系统的性能,是此种陀螺设计和制造的关键。利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计;在优化设计的基础上,在硅衬底上利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了掺GeO2的二氧化硅光波导环形谐振腔芯片,并通过了实验测试,其测量精细度可达16.7,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。

基于微型光学偶极阱中单个铯原子俘获与操控的852 nm触发式单光子源

基于单原子操控的单光子源具有窄带宽、可与同类原子吸收线匹配、基本不受外界环境因素的影响等特点,在量子光学基本问题研究及量子信息处理等方面具有重要价值.本文研究了强聚焦1064 nm基模高斯光束形成的光学偶极阱中铯原子6S_(1/2)|F_g=4,mF=+4>-6P_(3/2)|F_e=5,m_F=+5>循环跃迁的光频移,并在实验上进行了测量.基于共振脉冲光激发俘获在远失谐微型光学偶极阱中的单个铯原子,实验演示了10 MHz重复频率的触发式852 nm单光子源.采用基于单光子探测器的Hanbry Brown-Twiss实验系统,对单光子源的二阶相干度进行了测量,零延时处符合计数值为0.09,实验显示单光子源呈现显著的光子反群聚特性.

基于Windows消息机制的信息获取技术在微型自适应光学系统中的应用

针对微型自适应光学系统中前端部分的Zernike系数的获取技术进行了论述,利用Windows的消息机制对其他应用程序的输出数据进行截获,实验结果证明该方法是可行的,大大地节省了系统开发时间和开发经费。

微型自适应光学系统中的并行端口控制技术

主要讨论微型自适应光学系统中的计算机并行端口与微型变形镜的高压驱动器数据通信问题。在没有更多技术文档的条件下,通过分析接口函数的功能并利用WinIO库成功地解决在Windows XP/2000环境下的并口通信问题,实现了微型自适应光学系统的闭环控制系统的二次开发,取得了较好的实验效果。

微型光学元件的透过波面畸变的数字化检测

介绍了由浙江大学研制的CQG II型车间数字干涉仪检测 φ3 6mm× 0 5mm平行平面玻璃的透过波面畸变的情况。最近研制出的干涉仪测量的最大口径为 φ60mm ,采用移相式条纹扫描数字化处理 ,基于WINDOWS操作系统实现实时检测 ,以优于λ/ 30的精度计算出被检件的波面误差。工厂生产检测表明 :在上述仪器上增加一个 4倍口径的放大系统 ,可以使通光口径 φ3 1mm的工件达到 42 0 0个采样点 ,仪器的透射测量标准干涉腔误差PV≤ 0 0 2 8λ ,仪器隔日多次测量重复性PV≤ 0 0 3λ。该仪器已经正常投入使用 ,生产的用于光学信息产品的微型光学件已为日本先锋公司 (PIONEER)复检通过 ,成为工厂批量生产过程质量控制 (QC)的重要手段。

复制微型光学元件的简易方法

本文介绍一种复制微型光学零件的简易方法。采用弹性材料制造原始光学零件的阴模，并采用经紫外线处理的固化胶来制造复制件。生产出的复制零件包括折射和衍射微型光学零件。微型折射透镜的直径为970μm，高度为79μm，衍射元件是一种多级闪耀光栅，其周期（节）为64μm，可采用不同的方法来测量复制零件的特性。对原始球形和复制的年射微型透镜的偏差为0．13λ和0．12λ均方根（rms）。复制的多级闪耀光栅的衍射效率在80％以上。还介绍了一种从平凸型样件复制出平凹型微透镜的方法。

发展中的光学计算机与微型光学

人类进入了信息时代,信息的采集、处理、传输、存贮与显示已进入科研、生产和生活的各个领域。

三星率先开发出微型光学3倍缩放模块

三星TECHWIN称．最近该公司在世界微型9mm的5M和3M光学3倍缩放摄像手机模块和自动对焦模块中，率先成功开发出突破9mm厚度的8．5mm的3M手机模块。

一种低价位、高画质的背投幕问世——微型球面结构光学型背投影屏幕

背投屏幕作为大屏幕HDTV显示终端的一个重要组成部分、随着人们生活水平的不断提高,市场需求量越来越大,特别是伴随着背投形式的计算机终端显示和背投形式HDTV的发展,其前景十分看好,但市场上各类背投影屏大部分依靠进口或由国内技术成本较高的厂商供应产品价格一般在6000元/m^2以上,并且市场上现有背投式屏幕应用具有局限性,真正适合LCD、LCOS背投影的产品较少,其中技术最为成熟的是CRT三枪屏,而应用于背投大屏幕显示最重要方式之一的LCD。

微型斩波器

光学微型斩波器是一种新型器件，主要用于热释电红外敏感器。本文 介绍它的结构、工作原理和制造工艺。

微透镜阵列与针孔阵列合成的微光学器件的研制

给出了用于并行共焦显微镜中的微光学阵列器件的制作工艺。特别设计了微透镜阵列与针孔阵列对准粘接的机械和观察系统。实验证明该系统是简易可行的,并给出了实验结果。

微型惯性测量组合的关键技术

采用微米／纳米技术的微型惯性测量组合具有低成本、长寿命和高可靠性等优点，本文论述了国外这项技术的发展动向，提出了微硅及微型光学惯性器件关键技术的研究任务。

声光学

TN65 99053494微型光学陀螺仪中声表面波声移频器的研究=Researchon surface acoustic wave acousto-opticfrequency shifter for a micro optical gyro[刊,中]/张斌,潘珍吾,丁衡高（清华大学精密仪器与机械学系.北京（100084））//清华大学学报.自然科学版.一1999,39（2）.-65-67针对微型光学陀螺仪对声表面波声光移频器所提出的衍射效率为3%～5%,频移范围土300 kHz,短期频率稳定度优于10-8这些特殊要求,依据声光理论进行了分析与特殊设计,采用平面集成光学工艺,在K8玻璃基片上研制出声表面波声光移频器。图5参6（李瑞琴）

自适应光学

O439 2002043191自适应光学系统中波前传感器噪声的闭环传递特性=Closed-loop transferring characteristics of wave- front sensor noise in adaptive optical systems[刊,中]/沈锋,姜文汉(中科院光电技术所.四川,成都(610209))∥强激光与粒子束.—2001,13(6).