Measurement of Refractive Index Ranging from 1.42847 to 2.48272 at 1064 nm Using a Quasi-Common-Path Laser Feedback System

Wavelength 1064 nm is one of the most widely used laser wavelengths in industries and science. The high-precision measurement of the refractive index of optical materials at 1064 nm is significant for improving the optical design. We study the direct measurement of refractive index at 1064nm of lasers, including cMcium fluoride （CaF2）, fused silica and zinc selenide （ZnSe）, whose refractive indices cover a large range from 1.42847 to 2.48272. The measurement system is built based on the quasi-common-path Nd：YAG laser feedback interferometry. The thickness can be measured simultaneously with the refractive index. The results demonstrate that the system has absolute uncertainties of ~10-5 and ~10-4 mm in refractive index and thickness measurement, respectively.

采用Nd:YAG微片激光器的激光回馈干涉仪的研制

微片激光器具有极高的光回馈敏感度,在回馈测量技术中占据重要地位。准共路激光回馈干涉技术在保持了微片激光器的高光回馈灵敏度以及外差式光回馈相位测量方法的高分辨率等优点的同时,通过频率复用技术消除了回馈干涉仪的空程带来的负面影响,大幅度地提高了回馈干涉仪的抗环境干扰能力。它可以进行非配合目标的非接触式精密位移测量,从而填补了现有激光干涉仪在精密位移测量应用方面的一个空白。通过与Agilent5529A双频激光干涉仪多次比对,得到回馈干涉仪目前达到的指标为:线性度优于3×10-5,量程50 mm,标准差在200 nm左右。

采用长工作距离物镜的低噪声相移数字全息显微研究

在数字全息显微技术中,为了提高测量精度,提出了一种利用长工作距离物镜的相移数字全息显微的测量装置和方法。该装置采用LED作为照明光源,可以有效地抑制相位噪声,提高了重建精度。通过在长工作距离物镜和样品之间加入分光棱镜的方法,构建了一种准物参共路的迈克尔逊干涉仪。该装置结构简单,调整方便,在部分相干光照明时,容易实现干涉。重建时,采用盲相移干涉技术,结合两步盲相移算法,重建出物体的表面相位分布。实验中,分别采用LED照明和He-Ne激光照明,测量了一个反射式USAF1951分辨率板的高度分布。结果表明,两者的测量结果相互吻合,但是LED照明时的噪声与激光照明时相比降低了70%。此外,为了进一步验证装置的有效性,使用该装置对刻于硅基底的微纳矩形台阶进行测量,测量结果与标称值具有良好的一致性,表明该装置在微结构的形貌测量方面有广阔的应用前景。

基于激光回馈效应的全程准共路测量技术

在精密测量和传感技术领域中,激光回馈技术依靠独特的优势被广泛应用。为减小死程误差对系统的影响,提出基于激光回馈效应的测量方法,构建全程准共路测量系统,分析系统工作原理和光学结构,并对系统的稳定性、分辨率进行实验。实验结果表明,利用全程准共路方法能将系统分辨率提高至2 nm,在不同距离和时间的情况下拥有良好的稳定性,有效抑制环境变化带来的影响,死程误差补偿效果显著,可应用于精密加工机械的位移、振动等测量。