光纤型白光干涉仪光程差的超分辨率识别

提出了一种白光干涉仪干涉信号超分辨率识别的方法。白光干涉信号之间的光程差小于相干长度(通常为50μm)时会发生叠加,叠加导致信号形状发生畸变无法区分。首先从理论研究推导出重叠引起的干涉信号面积变化大小与光程差之间的关系,然后利用重叠导致的面积变化推导出信号真实的光程差从而到达超分辨率识别的目的。实验设计制造并识别了光程差为15μm左右的干涉信号,证明了该方法具有提升3倍分辨率的可行性。将有利于提高光程差绝对测量的分辨率。

光程差分析系统和三维眼前节分析诊断系统综合分析屈光性白内障手术术后视觉质量的风险因素

目的:探讨光程差分析系统(OPD-ScanⅢ)和三维眼前节分析诊断系统(Pentacam)综合分析屈光性白内障手术术后视觉质量的风险因素。方法:纳入中山爱尔眼科医院2020年4月至2022年4月200例白内障患者进行前瞻性研究。所有患者均接受屈光性白内障手术治疗,于术前、术后1个月、术后3个月,测量所有患者视力恢复情况;通过OPD-ScanⅢ检查测量所有患者全眼总高阶像差;通过Pentacam检查患者角膜曲率、全角膜高阶像差。于术后3个月,采用视功能与生存质量调查问卷(NEI-VFQ-25)评估患者视觉质量。结果:术后1个月、术后3个月时患者裸眼视力、矫正视力均较术前提高,且术后3个月高于术后1个月,差异有统计学意义(P<0.05);经过屈光性白内障手术,患者总高阶像差、全角膜高阶像差较术前升高,Km较术前下降,差异有统计学意义(P<0.05);经多元线性回归分析,结果显示,总高阶像差高、全角膜高阶像差高是影响屈光性白内障手术术后视觉质量的风险因素。结论:总高阶像差高、全角膜高阶像差高是影响屈光性白内障手术术后视觉质量的风险因素,可于术前通过OPD-ScanⅢ和Pentacam精确评估患者高阶像差,减少高阶像差升高幅度,提高术后视觉质量。

OPD-ScanⅢ光程差分析仪在高度近视眼后房型人工晶体植中的应用

目的:探究分析OPD-ScanⅢ光程差分析仪在高度近视眼后房型人工晶体植中的应用。方法:选取于2021年10月—2022年06月在我院接受ICL植入术的高度近视眼患者共50例(100只眼),作为本次研究对象。采用OPD-ScanⅢ型光程差分析仪测量术前,术后1wk,3mo的球差、彗差、三叶草像差记录点扩散函数,人眼调制传递函数。结果:ICL植入手术后3个月,全眼全眼总体球面相差、全眼总体慧差、全眼总体三叶草相比于术前均出现不同程度的提升,其中(P<0.05),差异具有统计学意义。结论:在行ICL植入手术后,采用OPD-ScanⅢ光程差分析仪测量患者术前最佳矫正视力(BCVA),术后1wk,3mo裸眼远视力(UCDVA),术前,术后1周,3个月进行OPD-ScanⅢ光程差分析仪检查,获得散光度数及散光分布,对于ICL手术前为患者设计手术切口位置提供及时数据作为参考,最大程度减少因切口为患者引入的角膜散光;术后评估中PD-ScanⅢ型光程差分析仪利用光程差原理可分别测量全眼、角膜和眼内的波前像差,更有利于医师发现患者术后视力不佳的病因,同时还可以对比术前术后视觉质量的变化。

反射转镜式干涉光谱仪光程差非线性修正方法比较

介绍了反射转镜式干涉光谱仪的原理。转镜的转动会导致光程差存在非线性问题,是转镜式干涉光谱仪普遍存在的问题。由于光程差的非线性会导致反演光谱的严重失真,因此需要对其进行修正处理。对非线性修正问题,目前常用的有光程差替换法、干涉图二次采样法和NUFFT法。实验结果证明,NUFFT法和光程差替换法运算精度较高,相对偏差优于0.13%,NUFFT法精度又略高于光程差替换法;在运行效率上,NUFFT法运行速度最快,其次为光程差替换法。由于干涉图本身是一个剧变信号(特别是在零光程差附近),不适合进行多项式拟合,所以干涉图二次采样法运算精度最低,另外,由于干涉图二次采样法需要做分段拟合运算,所以运行效率也最低,从而可以认为NUFFT方法是目前最适用于反射转镜式干涉光谱仪非线性采样误差修正的方法。

转镜式光谱仪光程差和非线性的研究

对转镜式高速干涉光谱仪的基本原理进行了介绍 ,给出了无晃动和有晃动两种情况下 ,轴上和轴外光线的光程差公式 ,并对结果进行了初步分析 ,发现晃动将使光程差大小发生变化 ,但不改变轴上光线零光程差的位置 光程差的非线性是转镜式干涉仪的天生缺陷 ,它和转镜的折射率、工作角等参量有关 ,使非线性最小可得出最佳折射率为 2 .9左右 ,从光程差误差的容限可以计算出对工作角的要求 ,折射率为最佳时 ,工作角可达 13.3° ,根据对非线性的分析结果 。

迈克尔逊风场干涉仪基准光程差及步长误差容限分析

迈克尔逊干涉仪风场探测是在一定的基准光程差的基础上,通过动镜步进或四分区镀膜的方法,获得一个波长范围内步进间隔为λ/4的四步干涉强度.在此过程中存在的基准光程差误差及步长误差将对结果产生影响.对在一定的结果不确定度允许范围内的误差变量的容限值进行了讨论.在可以预知的误差存在情况下的精确结果的得出给出了计算方法.

大光程差弹光调制干涉仪的温度补偿策略及实现

针对大光程差弹光调制干涉仪工作中的温漂问题,提出了一种包含电压和相位补偿的温度补偿控制策略。首先,根据相似与模化理论,建立了弹光调制干涉仪机械特性的等效电路模型,分析了温度对弹光调制干涉仪谐振频率的影响,建立了驱动电压、频率和谐振频率之间的数理模型,确定了大光程差条件下达到稳定状态的控制方法;然后,将数字锁相环技术与电压和相位补偿程序相结合,给出了包含电压和相位补偿的光程差偏移数字式控制设计方法;最后,将包含电压和相位补偿的数字式驱动控制系统与传统的模拟驱动控制系统进行对比测试,采用激光多普勒测振仪记录3小时内光程差偏移量。结果表明,该方法将长时间工作中温漂造成的光程差偏移率降低了约50%。

弹光调制非线性光程差干涉信号的快速反演

为了提高弹光调制中非线性光程差干涉信号的光谱反演效率,采用非均匀快速傅里叶变换算法对弹光调制相位非均匀采样干涉信号反演光谱进行了仿真,得到1024点反演速率较直接计算提高20倍,平均误差达到0.87%的结果。结果表明,该算法可实现弹光调制干涉信号的快速、高精度反演,给硬件实现弹光调制反演光谱提供了一定的参考依据。

利用四棱锥传感器检测光学拼接镜的法向光程差

研制光学天文望远镜拼接主镜时,需要精确检测各子镜单元之间的法向光程差。在对四棱锥波前检测原理分析的基础上,通过反射立方体模拟拼接镜面,开展四棱锥传感器的检测实验,验证了四棱锥传感器检测信号和拼接镜子单元间的piston误差信号之间存在确定的函数关系。在一个波长的位移行程内,目前可以达到数十纳米的测量精度。

风场探测干涉仪中基准光程差的选择原理

为了确定风场成像干涉仪(WindImagingInterferometer,WINDII)中存在的基准光程差的值,首先从风场探测机理出发,分析了影响基准光程差的因素.针对WINDII分别从调制度、相位及相近谱线同相的要求三个方面加以剖析,依次获得了它们与基准光程差之间的定量关系.综合考虑三个条件的要求,最终得出了基准光程差的选择原理.并用此理论对几种不同的风场成像干涉仪的基准光程差值进行了验证.

白光干涉零光程差位置四步测量法及其精度分析

为研究现代干涉技术的应用,提出一种测量绝对长度和位移大小的白光干涉中零光程差位置测量方法.在测量中以双光束干涉条纹间距的四分之一大小为采样间隔,以四步测量法作为数据处理方法确定干涉条纹的局部调制度.采用重心法确定干涉条纹调制度的最大值位置,并以此作为零光程差位置.对光电测量系统中的机械精度与光电测量精度对测量结果的影响进行了定量计算.使用本方法,在1%的光强测量精度下可达到10nm的位置定位精度.

高速转镜干涉成像光谱仪的光程差分析

针对一种新的高速转镜干涉成像光谱仪的工作原理,给出其光程差的计算方法及结果.通过设定相关参量,重新构建光程差方程,并给出光程差在不同参量情况下的计算结果图,比较不同参量的影响.给出的光程差方程,为高速转镜干涉成像光谱仪的设计及获得的光谱图复原提供参量依据.

转镜式傅里叶变换光谱仪光程差非线性的拟合法补偿

转镜式傅里叶变换光谱仪中光程差非线性带来了干涉图周期变化和相位误差,对非线性的拟合法补偿利用采样得到的干涉图进行重构,得到不含相位和周期误差的干涉图,再按照均匀采样函数对干涉图进行二次采样,消除非线性光程差对复原光谱的影响.经过二次采样的干涉图不含周期和相位误差,可以直接使用现有的软件进行光谱复原.计算机仿真实验证明这种方法行之有效,且利用4次多项式拟合干涉图效果更好.

干涉图零光程差位置的确定方法

风云四号A星干涉式大气垂直探测仪在轨运行以来发现,受噪声、采样误差、条纹计数错误等影响,干涉图零光程点会发生定位偏差.干涉条纹平移引起的相位误差与波数成线性关系,对残余相位进行线性回归分析可以得到零光程差位置的偏移量.利用在轨实测数据,应用残余相位方法,分析了零光程点定位偏差校正前后对相位谱及辐射光谱的影响.该方法已经应用于风云四号A星干涉式大气垂直探测仪的在轨数据预处理中,并取得了很好的应用效果.

四种典型旋转型干涉仪的光程差分析和仿真

从经典迈克尔逊干涉仪结构出发,主要分析了四种旋转型干涉仪的结构特点,以及干涉仪的光程差与旋转角度之间的关系。通过设定参数,使用干涉仪光程差表达式对这四种旋转型干涉仪的光程差作了模拟仿真。在干涉仪光程差表达式基础上,对这四种旋转型干涉仪的旋转速度与旋转角度之间关系也作了模拟仿真。通过对干涉仪光程差的模拟仿真和比较,能够直观地反映出干涉仪光程差与旋转角度之间的关系。在要求运动速度误差控制在3%以内情况下,讨论了四种旋转型干涉仪的旋转角度范围。通过对干涉仪的光程差分析和仿真,这对于研究干涉仪的结构和性能分析具有很好的借鉴意义。

基于光程差扫描的低相干离轴数字全息术

针对在低相干离轴数字全息术中,光源相干长度限制物光波可探测面积的问题,提出了一种基于光程差扫描的低相干离轴数字全息记录方法.首先,通过改变参考光和物光波之间的光程差,使得干涉条纹扫描记录平面的不同区域,而后对各个区域的数字全息图采用数值再现的方法获取不同区域处的物光波相位分布,最后采用相位拼接技术拼接各个区域的相位分布实现物光波的全视场探测.

反射转镜式干涉光谱仪光程差的一般表达式

对反射转镜式干涉光谱仪的原理进行了介绍,从马吕斯定律和角反射体的反射特性入手,选择转镜反射面的旋转中心作为入射光束和出射光束等波面的参考点,对反射转镜式干涉光谱仪的光程差进行了分析计算,给出反射转镜式干涉光谱仪任意时刻光程差及最大光程差的一般表达式,分析影响最大光程差和光程差变化周期的因素,为反射转镜式干涉光谱仪的设计与研制提供理论指导。

关于薄膜干涉中额外光程差的讨论

就薄膜干涉中两反射光间的额外光程差问题展开论述。首先给出半波损失的概念,强调入射光在掠入射或正入射两种情况下,反射光才可产生半波损失。其次讨论薄膜干涉中各种情况下反射光间的额外光程差。第1种情况是折射率为n2的薄膜处于折射率为n1的介质中,可分为n1>n2和n1<n22种情况。第2种情况是薄膜上下表面以外介质折射率不同,又可分为n1>n2>n3,n1<n2<n3,n1>n2<n3及n1<n2>n34种情况。分别讨论了反射光间是否存在额外光程差,并且对入射角的范围作了说明,同时更正了部分文献的错误。与某些教科书给出的结论不同,当媒质的折射率逐次变化时,也会存在一个额外光程差,但不是λ/2;而当薄膜上下表面物理性质相反时,也有额外光程差不为λ/2的特例。

基于半光程差的天线反射面型面精度检测

型面拟合最小量的选取是天线面板型面检测中的关键技术之一.天线表面各点半光程差的均方根是衡量天线型面精度的指标.根据圆锥曲面的几何定义及其光学性质,提出了圆锥曲面天线面板半光程差的直接计算方法,给出了基于半光程差的非线性最小二乘曲面拟合算法.以旋转抛物面天线面板为例,通过模拟和实际测量,对比分析了分别选取轴向误差和半光程差作为最小量拟合计算结果.试验验证了选取半光程差作为最小量拟合的算法具有更高的数值计算精度及稳定性.

迈克耳孙干涉光程差分析模型探讨

根据迈克耳孙干涉中实镜和虚镜不可能绝对平行的客观实际建立了迈克耳孙干涉光程差分析模型,推导出了相应的迈克耳孙干涉的光程差公式,计算等倾干涉和等厚干涉的光程差,完整地描述了迈克耳孙干涉的等倾干涉和等厚干涉及其两种干涉之间的过渡关系.