激光回射束干涉相移效应的研究

激光回射束干涉相移效应的研究邓延倬，何金兰（武汉大学分析测试科学系，武汉，４３００７２）关键词激光，折射指数，干涉相移效应，毛细管电泳基于激光回射束干涉相移效应，曾首次用于光热测量［１］和微体积样品检测［２］．本文讨论这种效应的基本原理及其用于分析化...

自动控制的偏转反射镜式剪切电子散斑干涉相移系统研究

通过计算机控制的步进电机驱动反射镜法 ,研究成功了可控制相移量的相移系统 并利用周边固定、中心加载圆盘进行了实验 ,实验证明 :利用该系统可得到清晰、稳定的剪切散斑条纹 ,所表达的离面位移导数可以量化表示

Lense-Thirring场同电磁场耦合产生的干涉相移

以Lense－Thirring场为例，讨论其引力场同电磁场耦合的干涉相移，特别是在Lense-Thirring场同磁场矢势耦合情况下，得到了干涉相移同天体旋转角动量的直接显式。

基于两步正交相移干涉的振幅图像光学加密技术

提出一种基于两步正交相移干涉的光学图像加密技术.这种相移干涉数字全息只要记录两幅干涉图,不需要记录物光波和参考光波的强度信息,就可以再现没有零级像和共轭像的再现像.物光波对应的光路经过两次菲涅尔变换,并结合双随机相位编码.参考光分别引入0和π/2相位,用数字化记录介质记录两幅数字全息图作为加密图像.解密时只要获得正确的密钥,经过简单的计算就可以重建清晰的原始图像.模拟实验验证了它的可行性和有效性,分析了抗裁剪和噪音的鲁棒性.

相移干涉测量中相移误差的自修正

分析了相移干涉测量过程中相移误差产生的原因,研究了基于迭代最小二乘算法的相移误差修正法,实现了任意两幅干涉图间相对移相量的计算和自适应校正。基于光、机、电、算四系统,实现任意步长的3幅以上干涉图像的采集,用迭代最小二乘法计算任意两幅干涉图间的相对移相量,然后将其闭环反馈至硬件相移系统,自动修正相移步长为给定量的特征相移值,从而完成干涉仪相移误差的自修正。构建了相移误差自校正系统,通过实际干涉测量验证了算法的正确性和相移误差自修正系统的可行性。结果表明,自适应修正后相移量相对误差<5%,面形RMS测量重复性<λ/1 000,实现了高精度、高效率的相移误差自适应修正。

超精表面三维形貌相移干涉检测实验研究

超精表面检测技术已成为超精密测量技术重要组成部分。本文提出了一种超精表面三维形貌的相移干涉显微检测方法。检测系统引入偏振分光棱镜,建立相移检偏干涉与三维形貌重构模型,采用四帧相移与轮廓中线法进行相位与粗糙度参数计算。编制图像处理与系统测试软件,并对标准样品进行实验,结果表明:样品粗糙度重复测量精度达2.8nm,测试系统具有抗干扰能力强、稳定性好等特点。

基于白光相移干涉术的微结构几何尺寸表征

将Carré等步长相移法与白光垂直扫描相结合形成了一种白光等步长相移算法,该方法快速、准确、非接触,垂直分辨力可达亚纳米级.测量系统集成了Mirau显微干涉物镜,并通过高精度压电陶瓷纳米定位器带动物镜进行垂直扫描.分析了Carré法应用于白光干涉信号的相位提取的精度,对不同扫描步距以及不同信噪比情况下的测量进行了计算机仿真,确定了测量参数.结合重心法将相位计算的数据范围直接定位于干涉信号的零级条纹,从而省去了相位解包裹过程.通过对微谐振器和标准台阶的测量说明了该方法的有效性,并使用白光相移干涉、白光垂直扫描和单色光相移干涉对44 nm标准台阶进行了测量,并对测量结果进行了比较.

时间相移显微干涉术用于微机电系统的尺寸表征

提出了将时间相移显微干涉测量方法用于微结构和器件的几何特性检测上.该方法速度快、无损、非接触、易在晶片级进行,具有亚微米级的水平分辨力,垂直分辨力在纳米量级.测量系统采用Mirau显微干涉物镜,利用高性能压电陶瓷物镜纳米定位器实现垂直方向的相移,并通过健壮的5帧Hariharan算法获取表面的相位信息.通过测量美国国家标准研究院(NIST)认证的标准台阶对系统进行了精度标定,并通过测量微谐振器和压力传感器微薄膜的几何尺寸说明了该方法作为测量和过程表征工具的功能.

相移干涉法测量ICF微球内表面粗糙度

通过分析光线通过微球壳层后各界面的相位分布,讨论了相移干涉法测量微球内表面粗糙度的基本原理,研究了微球上部壳层对内表面粗糙度测量的影响,得到了聚苯乙烯,聚α甲基苯乙烯微球的内表面形貌特征图像,测量数据与原子力显微镜测量数据在同一量级。以微球壳层对超光滑碳化硅及单晶硅片表面形貌的调制作用为研究对象,讨论了微球的外表面粗糙度以及微球壁厚对内表面粗糙度测量结果的影响,确定了相移干涉法测量微球内表面粗糙度的不确定度,实验结果表明:对于表面粗糙度小于30 nm、厚度小于9μm的微球,测量不确定度小于0.4 nm。

检测微表面形貌的Mirau相移干涉轮廓仪

基于Mirau双光束干涉,研制了检测微表面形貌的Mirau相移干涉轮廓仪.柯拉照明提供被测面均匀的照明,干涉成像系统是长工作距无限筒长干涉显微镜结构,由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成.物镜由光焦度较大的正光组和光焦度较小的负光组组成.轮廓仪的放大率为-10,数值孔径为0.3,工作距5mm,视场0.64×0.48mm2,中心遮拦0.129.相移器为电容式闭环控制的压电陶瓷传感器.通过6幅光纤连接器端面的干涉图,经6步相移法得到其表面形貌.实验结果表明,Mirau干涉轮廓仪的横向分辨率为0.875μm,垂直方向的测量范围为5.3μm,重复测量精度为1.7nm.

相移干涉技术在小角度及直线度测量中的应用

应用相移干涉及Zernike多项式波面拟合技术实现对空间小角度的高精度测量 ,测量精度可达到 0 0 13″。与采用自准直仪、激光干涉小角度测量仪的测量方法相比较 ,测量精度有较大幅度的提高。与测长设备 光栅尺结合使用 。

相移干涉显微镜的研制和光盘预刻槽形的测量

作者对原有的Ｍｉｒａｕ型相移干涉显微镜的干涉仪布局、参考板结构和位相探测技术中的有关算法作了改进，从而成功地将其运用于光盘预刻槽形的测量。文中对新采用的光路布局、参考板制作方法、干涉图预处理技术以及光强轮廓线定位法都作了详细论述，并给出了光盘预刻槽形的测量结果。

Mirau相移干涉法测量微透镜阵列面形

基于Mirau相移干涉法,在实验室环境下对微透镜阵列的微表面形貌进行了轮廓测量.实验使用He-Ne激光器作为光源,干涉成像系统由Mirau干涉物镜和其他光学元件组成.在实验中使用压电陶瓷执行器作为相移器,通过5步相移法计算待测表面形貌.实验结果表明,基于Mirau相移干涉法对微透镜阵列面形的测量,水平分辨率达到1.1μm,垂直测量准确度达到6.33nm,垂直测量范围为5μm.对于微透镜阵列的面形测量,通过将微透镜阵列划分为若干微小区域以保证局部面形最大高度小于5μm,然后辅以精密平移机构进行若干次5步相移法测量局部面形,再利用相位重建所得的数据进行拼接和3D轮廓重建,最终得到整个微透镜阵列的精确微表面形貌.

基于联合变换相关和相移干涉的图像加密

提出了一种在联合变换相关器结构中引入三步相移干涉和二元置乱技术的图像加密方法.用纯相位空间光调制器同时调制原始图像和两个随机相位掩模,利用三步相移技术分别将图像信息和主密钥加密为全息图,并用CCD在输出面上接收,再利用二元置乱技术置乱图像信息的全息图.在获得置乱密钥和附加密钥的情况下,可以通过一定的算法快速、清晰的重建原始图像.用计算机仿真验证了它的可行性和有效性.

用相移干涉法测量表面三维轮廓的研究

简要地介绍了以白光干涉理论为基础 ,利用相移干涉法进行表面三维轮廓测量的原理与系统的构成 。

基于白光的双波长相移干涉的误差分析

概略介绍了基于白光的双波长相移干涉表面形貌测量系统的原理，具体分析了影响测量精度的各种误差因素，给出了相应的误差计算公式和计算结果，并用模拟测量结果和实际测量结果进行了验证和比较。

相移干涉显微术测量表面微观形貌

在微分干涉相衬显微镜中加入偏振相移装置,实现了对干涉光强的调制,达到了相移的目的,构造了具有纳米级分辨率的相移干涉显微测量系统。编制了一套测试软件及多组数据处理软件,将测量系统的各组成部分用软件进行了连接。分析并解决了测量过程中的技术难题,对纳米表面微观形貌进行了高精度实时自动测量。该测量系统能够准确地重构出纳米表面微观形貌,并给出了定量测量数据。

相移干涉三维形貌纳米检测及算法研究

基于相移干涉理论设计并实现了微平面三维形貌测试系统 ,针对三维形貌检测解包裹过程中出现的问题 ,改进了现有的残差点判断法 ,能够更加准确、快速地确定残差点的存在 .对相位解包裹算法进行了系统研究 ,分析了干涉图中残差对相位解包裹的影响 ,提出了一种基于二阶导数的区域增长解包裹算法 .在实际测量中 ,最终结果得到了明显的改善 ,证明了该方法的有效性 ,提高了系统精度 .采用此算法 ,系统的纵向测量误差小于 2nm .

合金韧窝断口三维微观形貌的白光相移干涉检测重构及分形表征

采用白光相移干涉术对30CrMnSiA合金韧窝断口表面微观形貌进行了检测,检测系统采用Linnik结构,检测实验中光学放大倍率为10,横向光学分辨率为1.2μm,纵向分辨率优于30nm,最大测程范围达80μm。对获得的三维形貌数据采用改进立方体覆盖法进行分维测算,得其断口表面分形维数为2.0317,相关系数为0.9983,结果表明,30CrMnSiA合金韧窝断口微观形貌具有典型的三维分形特征。该研究从实验上证明:白光相移干涉术是金属材料断口三维微观形貌检测重构的一种新方法,具有纵向分辨率高、重构效率高、速度快等特点。

载波相移云纹干涉法研究

通过对载波技术研究 ,提出载波相移云纹干涉法 .采用该方法可以实现云纹干涉条纹信息的自动识别 .给出了灵敏度和载波频率的定量关系式 ;同时 。