相位测量偏折术中基于多频相移法的寄生反射抑制法

相位测量偏折术(phase measuring deflectometry,PMD)是一种针对镜面和类镜面物体的光学三维面形测量技术。但在测量透明物体时,后表面反射光将与前表面反射光混合,从而造成条纹图案混叠,进而引入测量误差。为解决这一问题,本文提出了一种基于多频相移法的后表面反射抑制方法。通过分析相位误差与条纹频率之间的关系,并借助调制度曲线和构造的辅助函数,找到一个特殊的频率,理论上该频率下展开的连续相位等于前表面的相位。又由于透镜的复杂性,利用时间相位展开算法逐频展开的连续相位存在级次计算错误,为此提出了改进算法实现级次校正,进而得到该频率下的屏幕坐标,最终完成前表面面形的准确重建。透明镜片的实测结果表明,所提方法能从混叠条纹中顺利解调出前表面相位。

寄生反射对高功率激光小尺度自聚焦的影响

寄生反射是影响高功率激光近场质量的重要因素之一。以Bespalov-Talanov理论为基础,重点分析了高功率系统中楔形光学元件的寄生反射引起的小尺度自聚焦效应,综合考虑了各个参数对纹波增长的影响。将反射光束与主光束的干涉叠加场进行了仔细分析,得出了干涉场在非线性增益介质中小尺度调制增益谱的表达式。针对小信号增益情形,数值计算了在钕玻璃片状放大器中,介质增益及传输距离改变的情况下小尺度调制的最大增益与放大器窗口楔角的变化规律。具体分析了放大器窗口的楔角与厚度对增益增长率的影响以及不同脉冲宽度的脉冲通过相同的窗口时,增益系数随脉冲宽度的变化关系。

与阵列天线紧凑型共面的引信天线

传统引信装置是独立的部件,其天线设计无需考虑周围结构对其性能的影响。未来的导引头系统期望引信天线和雷达天线能够一体化紧凑型共面设计,这会使导引头雷达的阵列天线对引信天线存在必然的干扰,导致其性能恶化、方向图畸变等。针对这些问题,本文提出了一种与阵列天线紧凑型共面的引信天线,该引信天线综合采用了加载感性枝节的带状线馈电结构、H型缝隙、倒F结构、寄生反射贴片、波束展宽金属栅栏、介质内嵌空腔等结构,同时获得小型化、宽带和相对对称的宽波束特性。实测结果充分验证了设计的合理性和工艺的可行性,该方法对于其它共口面天线及阵列设计具有重要的借鉴意义。

基于位相测量偏折术的高精度检测平面光学元件面形的方法

针对位相测量偏折术(phase measuring deflectometry,PMD)在光学元件面形的高精度检测中存在面形低阶误差控制困难等问题,介绍了位相测量偏折术检测平面光学元件面形的基本原理,对有关PMD技术的面形改进重建算法、相对检测和四步剪切的系统误差扣除方法的研究进展进行了阐述,分析了基于PMD技术实现对口径398.7 mm×422.8 mm平板玻璃的拼接检测以及平面元件中可能存在的寄生反射影响的消除方法。指出建立的6相机斜率拼接检测系统的检测精度RMS可达1μm,利用多频条纹法和二值条纹法可有效地消除寄生反射的影响,为大口径光学平面元件的前、后表面面形高精度检测提供一种可行的方案。

激光频移反馈成像的数值仿真研究

激光频移反馈法利用了激光器的动态特性和外差测量的原理,能极大地提高共聚焦显微系统对光反馈的灵敏度,因此可以广泛地应用于对高吸收,高散射介质中目标的成像。阐述了激光频移反馈成像的基本原理,并对该理论进行了仿真研究,分析了不同的反馈光频移、光反馈系数和不同激光器以及寄生反射对实验结果可能产生的影响。结果证实了在极弱反馈光环境下对目标成像的可行性,极大地提高共聚焦系统对反馈光的灵敏度。

寄生虚反射对外差干涉椭偏测量的影响

研究了一种采用横向塞曼激光器并且没有任何运动部件的外差干涉椭偏测量系统。由非理想的激光源、偏振分光镜等器件所产生的非线性误差,是影响纳米测量精度的主要因素。采用琼斯矢量法,分析并建立了光学系统寄生虚反射所引入的误差模型,讨论了虚反射对误差漂移的影响。在不考虑其它误差因素的前提下,同一光路内部产生的同频率虚反射波对测量结果没有影响;而不同频率的参考光束与测量光束之间的交叉虚反射所产生的膜厚测量误差为亚纳米量级。讨论了消除和抑制虚反射误差的方法。