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双频激光干涉仪技术现状与发展 被引量：50
1
作者 所睿 范志军 +1 位作者 李岩 张书练 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期251-253,共3页
文章概述了国内外双频激光干涉仪产品的现状,介绍了近年来双频激光干涉仪向高分辨率、高精度、高测速等几个方向的发展趋势。
关键词 双频激光干涉仪 外差干涉 分辨率 发展趋势
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纳米精度双频激光干涉仪非线性误差的确定方法 被引量：23
2
作者 戴高良 晃志霞 +2 位作者 殷纯永 徐毅 许捷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期987-992,共6页
介绍了确定纳米精度双频激光干涉仪非线性误差的两种方法：纳米比对方法和幅值估算方法，前者通过将双频激光干涉仪和计量院纳米精度F-P干涉仪进行纳米比对确定非线性误差，具有测量结果直接和米定义溯源的优点；后者通过测定偏振干涉... 介绍了确定纳米精度双频激光干涉仪非线性误差的两种方法：纳米比对方法和幅值估算方法，前者通过将双频激光干涉仪和计量院纳米精度F-P干涉仪进行纳米比对确定非线性误差，具有测量结果直接和米定义溯源的优点；后者通过测定偏振干涉仪测量信号的幅值调制度估算非线性误差，具有简单易行、受外界因素干扰小等优点。实验结果表明，对于此干涉仪系统，非线性误差的测量结果小于2．5nm，估算结果为1．4nm，两者在误差允许的范围内一致。 展开更多
关键词 非线性误差 双频激光干涉仪 纳米 测量精度
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在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪 被引量：14
3
作者 梁嵘 李达成 +2 位作者 曹芒 赵洪志 武勇军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期958-961,共4页
一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小（２５ｃｍ×２０ｃｍ×１０ｃｍ）、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计，使测量光和参考光沿同一路径入射到被... 一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小（２５ｃｍ×２０ｃｍ×１０ｃｍ）、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计，使测量光和参考光沿同一路径入射到被测表面上。计大数和测小数周期相结合的外差信号处理方法，实现了大的动态测量范围和很高的测量分辩率。同时还采用了全反射临界角法进行自动聚焦。该仪器的纵向和横向分辨率分别为０．３９ｎｍ和０．７３μｍ；自动聚焦范围为±０．５ｍｍ，在焦点±２５μｍ范围内，聚焦精度为１μｍ；８０分钟内整机稳定性：３σ＝１．９５ｎｍ。 展开更多
关键词 表面粗糙度 在线检测 共光路 外差干涉仪
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纳米精度外差干涉仪非线性漂移的研究 被引量：15
4
作者 戴高良 殷纯永 谢广平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期1697-1702,共6页
在纳米精度外差干涉仪中，由于非线性的温度漂移，成为外差干涉仪实现纳米精度测量的重要误差源。本文对差动干涉仪的理论分析得出了如下的结论：干涉仪中除了存在测量光路和参考光路以外，还存在参考光误差分量和测量光误差分量的额外... 在纳米精度外差干涉仪中，由于非线性的温度漂移，成为外差干涉仪实现纳米精度测量的重要误差源。本文对差动干涉仪的理论分析得出了如下的结论：干涉仪中除了存在测量光路和参考光路以外，还存在参考光误差分量和测量光误差分量的额外光路，从而引入新的干涉混叠，产生非线性漂移；１／４波片的相位延迟量误差和安装误差是引入非线性漂移的主要因素，其影响程度是一阶的。提高波片加工精度，并尽量减少其级数可降低非线性漂移。 展开更多
关键词 外差干涉仪 非线性漂移 纳米测量 波片
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0.1Hz～50kHz直线振动幅值和相位国家计量基准系统的研究 被引量：17
5
作者 于梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期54-58,共5页
描述中国计量科学院在直线振动幅值和相位测量的理论研究和技术实现方面取得的最新进展。简要介绍了国家高、中、低频振动基(副基)准幅相特性测量装置的系统构建、测量原理和技术实现,以及装置达到的主要技术指标。提出振动基(副基)准... 描述中国计量科学院在直线振动幅值和相位测量的理论研究和技术实现方面取得的最新进展。简要介绍了国家高、中、低频振动基(副基)准幅相特性测量装置的系统构建、测量原理和技术实现,以及装置达到的主要技术指标。提出振动基(副基)准优化提升中关键的技术创新点,如自主提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法,在压电高频(2kHz～50kHz)振动台上,首次在国内外实现了(1nm～500nm)振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量。中国计量科学研究院(NIM)与德国物理技术研究院(PTB)在10Hz～10kHz范围内开展的标准加速度计灵敏度幅相特性国际双边比对验证了国家基准的测量不确定度。 展开更多
关键词 计量学 加速度计的复灵敏度 零差激光干涉仪 外差激光干涉仪 正弦逼近法
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超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统 被引量：18
6
作者 王磊杰 张鸣 +2 位作者 朱煜 鲁森 杨开明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2975-2985,共11页
开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了... 开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了基于Elden公式的系统死程误差建模方法。设计制造了尺寸仅为48mm×48mm×18mm的光栅干涉仪。基于误差模型计算了死程误差,计算结果表明:对于1.52mm死程的光栅干涉仪,宽松的环境波动指标(温度波动为0.01℃、压力梯度为±7.5Pa、相对湿度波动为1.5%、CO2含量波动为±50×10-6)仅引起±0.05nm的死程误差。最后,设计了基于商用双频激光平面镜干涉仪的测量比对系统,开展了光栅干涉仪原理验证实验和测并量稳定性实验。原理验证实验表明:光栅干涉仪原理正确且系统分辨率达0.41nm。测量稳定性实验表明:常规实验室环境下,环境波动引起的死程误差为7.59nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz,优于同等环境条件下平面镜干涉仪的31.11nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz。实验结果显示系统具有很高的环境鲁棒性。 展开更多
关键词 扫描干涉光刻 位移测量 光栅干涉仪 外差干涉仪 环境鲁棒性
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外差干涉仪中声光调制器特性对测量精度的影响 被引量：11
7
作者 赵洋 周挺 李达成 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1368-1374,共7页
提出并论证了混合型声光调制器衍射光的衍射级次混叠特性， 它使衍射光强中存在着驱动频率的谐波项， 此外入射光束的漂移将引起衍射光的频率漂移。分析了在外差干涉仪中应用它们对测量精度的影响， 提出了消除这些因素影响的方法： 利... 提出并论证了混合型声光调制器衍射光的衍射级次混叠特性， 它使衍射光强中存在着驱动频率的谐波项， 此外入射光束的漂移将引起衍射光的频率漂移。分析了在外差干涉仪中应用它们对测量精度的影响， 提出了消除这些因素影响的方法： 利用双声光调制器外差干涉， 并在干涉仪的内部提取测量的参考信号。用双声光调制器的外差干涉仪可以实现纳米测量。 展开更多
关键词 声光调制器 外差 干涉仪 纳米测量 衍射级次混叠
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外差激光干涉仪非线性的细分和消除 被引量：12
8
作者 侯文玫 王俊 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期210-215,共6页
通过理论推导得到一个消除外差激光干涉仪非线性的理论,只要改变干涉仪的结构,也就是增加光程倍数,就可以减小激光干涉仪的非线性误差。实验证明,这个方法可以有效地减小双频激光干涉仪的各种非线性误差,不论这个误差是一阶的还是二阶的... 通过理论推导得到一个消除外差激光干涉仪非线性的理论,只要改变干涉仪的结构,也就是增加光程倍数,就可以减小激光干涉仪的非线性误差。实验证明,这个方法可以有效地减小双频激光干涉仪的各种非线性误差,不论这个误差是一阶的还是二阶的,也不论是什么原因引起的。它不仅适应于科学实验研究,而且也适应于工业精密测量应用,对纳米测试技术的发展具有实际意义。 展开更多
关键词 计量学 外差干涉仪 非线性 混频
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外差激光干涉测长非线性误差的消除 被引量：14
9
作者 侯文玫 张运波 +1 位作者 乐燕芬 句爱松 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期157-162,共6页
外差激光干涉仪能够通过光波细分达到亚纳米分辨率,因而在科学研究和精密机械制造中得到了广泛应用。然而,由于光学系统中不可避免的缺陷,导致被测信号中出现一个附加的相位误差,使测到的相位移和被测长度不呈线性关系,成为现有激光干... 外差激光干涉仪能够通过光波细分达到亚纳米分辨率,因而在科学研究和精密机械制造中得到了广泛应用。然而,由于光学系统中不可避免的缺陷,导致被测信号中出现一个附加的相位误差,使测到的相位移和被测长度不呈线性关系,成为现有激光干涉仪难以逾越的精度极限。为此,通过光学相位补偿理论的研究得出一种消除激光干涉仪非线性误差的方法,它可以应用在大部分科学实验和工业制造中的纳米长度测量中,而且不论是一阶或二阶误差都可以通过这个方法被消除。 展开更多
关键词 激光光学 外差干涉仪 非线性误差 相位补偿 偏振片
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一种新的外差干涉信号处理方法──相位及相位整数测量法 被引量：13
10
作者 赵洋 李达成 《计量学报》 CSCD 1995年第1期31-36,共6页
介绍了一种新的外差干涉信号处理方法──相位及相位整数测量法。用此方法不仅可使干涉测量的分辨率提高到λ／１０００～λ／２０００，而且扩大了测量范围，解决了大范围、动态测量位移的问题。文中还给出了用此方法进行信号处理的外... 介绍了一种新的外差干涉信号处理方法──相位及相位整数测量法。用此方法不仅可使干涉测量的分辨率提高到λ／１０００～λ／２０００，而且扩大了测量范围，解决了大范围、动态测量位移的问题。文中还给出了用此方法进行信号处理的外差干涉仪测量压电陶瓷动态位移的实验结果。 展开更多
关键词 外差干涉仪 相位测量 整数相位测量 激光干涉仪
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外差式激光干涉信号的采集与解调方法综述 被引量：11
11
作者 杨明 蔡晨光 +1 位作者 王颖 刘志华 《激光杂志》 北大核心 2018年第1期20-24,共5页
外差式激光干涉仪被广泛应用于激光干涉法振动绝对校准。基于外差式激光干涉仪的振动测量原理及其干涉信号的特点,重点阐述了现有外差式激光干涉信号采集方法的采集原理,采样频率与采样精度等的特点;分析总结了现有外差式激光干涉信号... 外差式激光干涉仪被广泛应用于激光干涉法振动绝对校准。基于外差式激光干涉仪的振动测量原理及其干涉信号的特点,重点阐述了现有外差式激光干涉信号采集方法的采集原理,采样频率与采样精度等的特点;分析总结了现有外差式激光干涉信号解调方法的解调原理,解调精度与实时性。针对现有干涉信号采集方法在采样频率与精度,解调方法在解调精度、实时性及降噪处理等方面存在的问题,提出改进建议,以提高外差式激光干涉仪振动测量的精度与实时性。 展开更多
关键词 外差式激光干涉仪 外差式激光干涉信号 采集方法 解调方法 振动测量
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双波长绝对距离外差干涉仪的研究 被引量：10
12
作者 赵洋 周挺 李达成 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1274-1278,共5页
提出了一种采用双纵模稳频激光器的新型绝对距离测量外差干涉仪。该干涉仪探测两个波长各自的外差信号， 通过测量两信号的相位差， 直接测量出合成波的小数级次。指出了两波长间的相互耦合对测量精度的影响， 提出了补偿方法， 在２５ ... 提出了一种采用双纵模稳频激光器的新型绝对距离测量外差干涉仪。该干涉仪探测两个波长各自的外差信号， 通过测量两信号的相位差， 直接测量出合成波的小数级次。指出了两波长间的相互耦合对测量精度的影响， 提出了补偿方法， 在２５ ｍ 的测量范围取得了 １４０ μｍ 的测量精度。 展开更多
关键词 外差干涉仪 绝对距离干涉仪 相位测量 模耦合
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用外差干涉法探测固体表面激光超声的研究 被引量：12
13
作者 龚育良 张永智 +1 位作者 梁海岩 白世武 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第9期819-822,共4页
简述了用外差干涉法探测固体表面激光超声的原理和实验结果，提出并论证了提高外差干涉法探测激光超声信号强度的方法和途径。
关键词 外差干涉 激光超声 光学探测法 固体表面
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用于纳米测量的混合型外差干涉信号处理方法 被引量：7
14
作者 戴高良 殷纯永 《光学技术》 EI CAS CSCD 1999年第1期21-23,27,共4页
通过对外差干涉信号同时进行相位检测和锁相倍频计数，可得到存在一定冗余度的一组测量结果，经过一定的逻辑混合；可实观测量分辨率优于０．１ｎｍ，测量范围不受λ／２周期限制，从而克服了以往单一采用相位测量法测量范围限于一个周... 通过对外差干涉信号同时进行相位检测和锁相倍频计数，可得到存在一定冗余度的一组测量结果，经过一定的逻辑混合；可实观测量分辨率优于０．１ｎｍ，测量范围不受λ／２周期限制，从而克服了以往单一采用相位测量法测量范围限于一个周期和锁相倍频计数法分辨率不易提高的难题。给出了在实际纳米测量干涉仪采用这种外差信号处理方法的测量结果。 展开更多
关键词 纳米测量学 外差干涉仪 相位测量 信号处理 激光
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非偏振分光镜对外差干涉仪非线性误差的影响 被引量：11
15
作者 邓元龙 李学金 +1 位作者 耿优福 洪学明 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期146-151,共6页
除了激光源、偏振分光镜(PBS)和波片等偏振器件之外,非偏振分光镜(NPBS)也是外差干涉仪中重要的非线性误差源。研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对非线性误差的影响。采用p、s分量透射比、反射比、反射相移和透射相移共同表征NPB... 除了激光源、偏振分光镜(PBS)和波片等偏振器件之外,非偏振分光镜(NPBS)也是外差干涉仪中重要的非线性误差源。研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对非线性误差的影响。采用p、s分量透射比、反射比、反射相移和透射相移共同表征NPBS的退偏效应,并逐项分析了其非线性误差模型。如果入射光束为理想线偏振光,则只有NPBS的反射相移和透射相移影响测量精度。如果入射光束存在偏振椭圆化和非正交,则NPBS的方位角、透射比和反射比、相移等参数的变化都会引入非线性误差,误差曲线的斜率受椭圆率和非正交角的影响。因此选用不同的激光源,同一个NPBS产生的非线性误差大小不同,一般可达几个纳米量级。为了实现纳米/亚纳米级精度的外差干涉测量,选择性能稳定的NPBS,特别是NPBS退偏效应与激光源输出偏振态之间的匹配非常重要。 展开更多
关键词 测量 外差干涉仪 非线性误差 非偏振分光镜 退偏效应 方位角误差
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星载超光谱大气主要温室气体监测仪载荷 被引量：9
16
作者 熊伟 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第3期14-24,共11页
"高分五号"卫星是中国高分重大专项中第一颗高光谱分辨率卫星,共搭载有六台有效载荷,其中大气主要温室气体监测仪是实现CO_2、CH_4等温室气体探测的超光谱专用载荷。该载荷采用新型空间外差光谱技术原理,具有无运动部件分光... "高分五号"卫星是中国高分重大专项中第一颗高光谱分辨率卫星,共搭载有六台有效载荷,其中大气主要温室气体监测仪是实现CO_2、CH_4等温室气体探测的超光谱专用载荷。该载荷采用新型空间外差光谱技术原理,具有无运动部件分光、超光谱、光通量大等技术特色,是国际上首次实现基于该技术体制研制的温室气体载荷,且完全依托中国现有基础进行自主研制。文章主要介绍了大气主要温室气体监测仪探测原理及方案、在轨工作模式设计,研制过程中突破的一体化干涉仪胶合、星上定标、海洋耀斑观测等多项关键技术。阐述了载荷地面定标及性能验证等工作,对定标及测试数据进行了分析,结果表明该载荷性能已到达了国际同类载荷的先进水平。文章最后还对温室气体后续探测载荷发展提出了一些具体建议。 展开更多
关键词 温室气体 空间外差光谱技术 超光谱 外差干涉仪 “高分五号”卫星
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基于锁相混频原理的高精度激光外差干涉信号的处理方法研究 被引量：5
17
作者 张贵珍 陈本永 周砚江 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期547-550,共4页
利用锁相环实现拍频转换,将高频干涉拍频信号降频至1.0 kHz,通过填脉冲式测相方法获得被测相位差。实验结果表明利用该方法在拍频转换后易于获得0.078°的高精度相位差,而且该方法具有实现电路简单、频率稳定性高和相位跟踪稳定的... 利用锁相环实现拍频转换,将高频干涉拍频信号降频至1.0 kHz,通过填脉冲式测相方法获得被测相位差。实验结果表明利用该方法在拍频转换后易于获得0.078°的高精度相位差,而且该方法具有实现电路简单、频率稳定性高和相位跟踪稳定的优点。 展开更多
关键词 外差干涉 信号处理 锁相环 混频
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塞曼激光外差干涉仪的非线性分析及校正 被引量：6
18
作者 邱宗明 刘君 郭彦珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第11期991-995,共5页
Ｈｅ－Ｎｅ激光器施加纵向磁场或横向磁场构成的纵向塞曼激光器和横向塞曼激光器，是激光外差干涉仪最常用的光源．外差干涉仪原理表明，干涉仪所测位移和仪器测得的光电信号的相位变化，是线性关系．而实际上由于光源和光学系统难于达... Ｈｅ－Ｎｅ激光器施加纵向磁场或横向磁场构成的纵向塞曼激光器和横向塞曼激光器，是激光外差干涉仪最常用的光源．外差干涉仪原理表明，干涉仪所测位移和仪器测得的光电信号的相位变化，是线性关系．而实际上由于光源和光学系统难于达到理想状态，使二者之间产生了周期性非线性，导致纳米、亚纳米测量难以实现．本文分析了引起非线性的原因及其特性，提出了校正和减小非线性的方法，并证实了其有效性． 展开更多
关键词 外差干涉仪 非线性 校正 氦氖激光器 干涉仪
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基于相控外差干涉技术的纳米定位方法的研究 被引量：7
19
作者 许素安 李东升 +1 位作者 Chassagne Luc Topcu Suat 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1655-1659,共5页
针对工业领域和计量界对定位精度要求的提高,提出了一种基于迈克尔逊干涉仪反向特性的定位控制方法。该方法采用相位锁定控制和外差干涉技术来完成位置测量和控制。在严格控制实验环境条件下,得到了步距值为5 nm的双向步进位移。步距值... 针对工业领域和计量界对定位精度要求的提高,提出了一种基于迈克尔逊干涉仪反向特性的定位控制方法。该方法采用相位锁定控制和外差干涉技术来完成位置测量和控制。在严格控制实验环境条件下,得到了步距值为5 nm的双向步进位移。步距值的不确定度为8×10-9 nm,位移重复性误差小于1 nm。该定位方法的测量尺寸可直接溯源至长度标准,并且采用光电步进相移法可克服压电陶瓷的非线性和蠕变的机械缺陷。该方法在系统环境控制条件下适用于毫米行程位移,可应用于纳米计量和超精密加工等领域。 展开更多
关键词 纳米定位 相位控制 外差干涉仪
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相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量研究 被引量：7
20
作者 周小珊 李岩 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1013-1017,共5页
为了克服一般绝对距离测量方法量程和精度不能同时满足的问题,提出一种相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量方案。该方案使用相位激光测距技术进行粗测,双纵模He-Ne激光器外差干涉测长技术进行精测,保证两者结合的单值性。建立... 为了克服一般绝对距离测量方法量程和精度不能同时满足的问题,提出一种相位激光测距与外差干涉相结合的绝对距离测量方案。该方案使用相位激光测距技术进行粗测,双纵模He-Ne激光器外差干涉测长技术进行精测,保证两者结合的单值性。建立测量系统,对方案的可行性进行了实验验证,并对影响系统稳定性的因素进行了分析。与双频激光干涉仪的比对结果表明:测量标准差优于1 mm,可以满足一些大尺寸的测量精度要求。 展开更多
关键词 绝对距离测量 相位激光测距 外差干涉测量 双纵模He-Ne激光器
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