小尺寸凹陷物体表面轮廓测量方法

在分析条纹投影测量物体轮廓方法的基础上,针对不规则小尺寸凹陷物体提出一种新的投影方法,采用激光光源和空间光调制器代替常用的投影仪,解决了小尺寸凹陷物体表面轮廓测量问题.在图像处理方面沿用了傅立叶变换技术,在滤波方面改进了传统滤波方法,实现了自动滤波处理.利用该投影系统和改进后的滤波技术对具有不规则小尺寸凹陷的物体进行了实际测量,证实了该方法的可行性.     

Matlab与VC接口在图像及数据处理中的应用

通过分析Matlab和VC的特点,指出了利用Matlab与VC接口进行应用程序开发的优点.在与其他接口方式比较分析的基础上,得出了各种常用接口的利与弊,并证明Matlab引擎所提供的功能是最全面的.在介绍Matlab引擎运作机理及相关函数之后,通过一个应用程序实现了Matlab引擎和VC在图像及数据处理中的有机结合.     

相移剪切干涉图的二维处理

在相移剪切干涉图一维数据处理的基础上,提出了一种干涉图的二维数据处理方法,经实验验证,本方法处理后可以清楚地看出整个被测波面的面形误差,精度达到了００９６μｍ,且具有装置简单、处理速度快的特点     

非对准高斯光束入射下的小孔衍射光强分布

点衍射干涉仪中小孔的对准情况直接决定小孔衍射光斑的形状及位置,也影响着后续光路的布置.基于瑞利-索末菲衍射理论,对非对准高斯光束入射下的小孔衍射光强分布进行了研究,给出了平移、离焦、倾斜三种对准误差下的光强分布解析表达式,分析得出了不同直径小孔在不同对准误差下的衍射光强分布情况.研究表明:平移对准误差会使衍射光斑形状发生变化,但对衍射光斑中心的位置没有影响,随着平移对准误差的增大,沿平移方向的第一暗环呈月牙状并逐渐消失;离焦对准误差对衍射光斑的位置和形状均无明显影响,但衍射光强值会随着离焦量的增加而减小;倾斜对准误差会使衍射光斑中心位置发生偏移,但衍射光斑的形状不会发生变化,并且偏移方向与斜入射方向一致,偏移量与倾斜角之间呈线性关系.     

三维面型的绝对测量

传统的三平面互检法与ZYGO干涉仪自带的three-flats程序都不能实现三个平面的三维面型测量.以ZYGO干涉仪的GPI程序为基础,通过对仪器的局部改装,实现对三个平面的三维面型测量的一种改进的三平面互检法.将改进的三平面互检法的结果取其纵向面型信息与ZYGO干涉仪中three-flats程序直接测得的三个平面纵向面型的测量结果进行比较,结果PV值误差在0.001λ以内.验证了此法的准确性和可行性,为干涉法测量高精度面型技术的发展提供有力的支持.     

改进三平面互检法中测量位置的定量分析

用于涉法进行面型测量时,参考面三维面型的绝对检测是提高其测量精度的一个重要手段,改进三平面互检法在这里应用的可行性已得到验证[1].通过对这种方法中旋转测量次数对最终检测结果的影响进行研究,发现对于不同测量位置其影响也是不同的.本文对改进三平面互检法中各个测量位置的影响进行定量分析,为改进三平面互检法的进一步完善和应用奠定基础.     

刀口法检测光学元件面形的数值模拟研究

传统刀口仪检测光学元件面形具有设备简单、非接触性测量等优点,但传统刀口仪只能定性评价面形质量,且人为因素较大。在传统刀口检测原理的基础上,建立了面形缺陷与阴影图相对应关系的数学模型。为了验证该模型的正确性,对口径150mm的凹透镜进行了数值模拟研究。设置模拟的缺陷参数,利用建立的数学模型得到对应的阴影图;用波像差理论对该阴影图进行分析处理,得到该元件的面形缺陷;将分析得到的缺陷参数与预先设置的面形缺陷进行比较,二者吻合很好。     

单层二氧化钛薄膜的偏振散射特性

为了用散射法研究单层薄膜表面粗糙度的变化规律,以光学薄膜矢量光散射理论为基础,分析了单层二氧化钛薄膜分别在完全相关和完全非相关模型下的偏振双向反射分布函数,以及P偏振入射光引起的P偏振的BRDFpp随散射方位角的变化关系。理论研究结果表明:随着散射方位角的变化,P偏振入射光引起的P偏振的BRDFpp强烈依赖于膜层界面粗糙度的相关特性。在完全相关模型下,随着入射角的增加,BRDFpp随着散射方位角变化时所出现的谷值会随着入射角的增加而减小。     

单幅干涉条纹图的高精度波面重建技术

结合莫尔条纹、傅里叶变换和数字相移技术实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位计算和波面重建.首先,用计算机生成与被处理干涉条纹频率相近的数字相移条纹图,与实际干涉条纹图叠加得到相移莫尔条纹图;然后,利用傅里叶变换、双频滤波、傅里叶反变换和相移技术得到干涉条纹图的相位数据;最后利用波面拟合技术重构原干涉条纹图对应的波面形状.研究结果表明,该技术不仅消除了干涉仪硬件相移产生的非线性误差和滤波时的频谱移中误差,高精度获得了单幅干涉条纹图对应的波前,而且简化了系统的机械结构.同时,对环境的要求明显降低,特别适用于生产现场的检测.     

改进三平面互检法中旋转测量次数的定量分析

改进三平面互检法用于干涉测量中的三维面型绝对检测的可行性已经得到验证,而旋转测量次数已经成为影响这种检测方法检测精度的一个主要因素,本文主要对旋转测量次数对改进三平面互检法的检测精度的影响进行定量分析,为改进三平面互检法的完善打下坚实的基础.