一种具有宽松约束的相位—高度映射算法

为了提升PMP测量系统的测量精度以及放宽该系统搭建的约束条件,提出一种新的具有宽松约束的相位测量轮廓术相位—高度映射算法.这种算法既不要求投影装置光心和成像装置光心的连线平行于参考平面,也不要求投影装置的光轴与成像装置的光轴共面,只要保证成像装置光轴垂直于参考平面,即可实现相位—高度映射.本文详细推导了该算法的数学模型,发现当投影装置光心与成像装置光心的连线不平行于参考平面时,相位—高度映射不仅与三维测量系统的结构参数有关,还与参考面的相位分布有关.由于在实际测量中难以保证投影装置光心与成像装置光心的连线严格平行于参考平面,因此所采用的新的相位—高度映射算法是实际测量系统的真实反映,也使系统更易于搭建.实验结果表明:本文所提算法进行测量的平均绝对误差和均方根误差最大不超过0.031 mm和0.040 mm.该算法拓宽了搭建测量系统时的约束条件,使得光路更易于实现.实验验证了该算法的有效性,表明所提算法的精确性和可重复性均优于传统算法.     

基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术

相位测量轮廓术凭借其高精度、非接触的优点在现代生活中受到了极大的重视,但其应用却受到正弦光栅复杂制作工艺的限制。根据相位测量轮廓术的基本原理,提出了基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术。同正弦光栅相比,三角形分布光栅的制作工艺相对简单,更具有实用意义。对这两种方法的精度进行了比较和分析,并分别在无噪声的理想情况和有噪声的实际情况下,分析了光栅周期、条纹对比度以及物体最大高度对测量精度的影响。通过计算机模拟与实验表明,基于三角形分布光栅的相位测量轮廓术具有较高的精度和可行性。     

光刻照明系统参数测试的数据通信可靠性研究

本文实现了光刻照明系统参数测试的串行数据通信,及参数数据实时曲线绘制,并通过RS - 232与RS-485的转换,达到了在50m的数据远程通信.分析了通信过程中误码的来源,提出采取选择下位机适配晶振频率的方法,解决了串行通讯高速率与可靠性之间矛盾,可实现串行数据高速低误差传输.     

井喷失控预警的远距离自动调焦控制研究

井喷失控是石油及天然气钻井、完井过程可能出现的灾难性事故，给人类生命财产造成严重伤害，污染环境，破坏地下资源以及在城市火灾、森林火灾、环境变化等监测工作中常需要远距离目标监测，为了获得高清晰的实时图像数据，需要实时自动调焦。通过系统分析远距离相机离焦的原因，建立了一个实时调焦数学模型，并以此为基础研制了一种新的对应距离和温度变化的离焦补偿控制系统。该系统采用微型步进电机实现智能控制，通过监测目标距离确定监测相机的初始焦距，以及环境温度变化的实时反馈实现焦距的实时控制，使相机可以在－40～125 ℃范围内获得清晰、稳定的远距离图像。该系统适用于井喷失控石油及天然气火灾、城市火灾、森林火灾、环境变化等远距离目标的实时监测。     

一种大尺度二维直线度精密测量的新方法

本文提出了一种远距离、大范围二维直线度测量的新方法．该方法采用特殊设计的十字线准直激光器及线阵CCD，通过特殊的光学系统结构设计，能在0-20m距离内连续测量，直线度范围可达70mm，精度优于0．1mm，实际测量结果表明，该方法可适应野外作业环境。     

电光调制技术在光刻对准中的应用

介绍了投影光刻机离轴对准系统的结构和相位探测的原理，详细讨论了电光相位调制技术抑制杂散光的机理，并分析比较了有无杂散光对光刻对准精度的影响。结果表明，使用电光调制技术可有效提高投影光刻的对准精度。     

一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术

提出了一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术。 采用5倍显微物镜,将正弦条纹通过投影仪从显 微镜目镜瞳口处耦合投射到载物台上,按照一个合适的步长移动Z轴,用CCD采集一系列不同 离焦量下 的条纹图像,用variance清晰度评价函数计算清晰度与离焦量之间的归一化曲线图,由此建 立清晰度与高 度的查找表;然后,放入待测浮雕物体,用CCD采集对应的条纹图像,采用图像分割分解不 同浮雕高度的 区域,再计算各区域内条纹的清晰度,根据查找表查找相应的高度,从而得到待测浮雕物体 不同区域的高 度信息,以此来重构浮雕物体的三维形貌。实验仿真分析证明了该方法的可行性,硬币上数 字为“0”的浮雕 物体表面三维形貌重建结果证明了该方法的有效性,其误差范围在[－2μm,2μm]之间 。     

五角棱镜的角度制造误差对波前测量的影响

从光学平行差入手,导出了有角度制造误差的五角棱镜的像方坐标系和作用矩阵,分析了角度制造误差引起的扫描激光束转向的波前误差,提出了调整五角棱镜的依据,有利于减小角度制造误差对大口径透镜望远镜波前测量的影响。     

基于AOTF技术的光纤损耗光谱检测系统设计

提出了一种新型的基于声光可调滤光器(AOTF)的便携式光纤损耗光谱检测系统。建立了光纤损耗光谱检测的数学模型和检测系统总体结构。该系统利用声光可调滤光器的电可调谐特性,采用DSP进行智能化控制,实现对光纤中信号光的快速光谱扫描,测量出被测光纤对不同波长的信号光的衰减特性。最后给出了实验结果和讨论。     

光学元件损伤暗场图像中的目标自动提取研究

基于光学元件损伤暗场成像图像的特点以及每个像素与周边的梯度关系,选择灰度——梯度对共生矩阵为研究模型,该模型集中反映了损伤图像中两种最基本的要素——灰度信息和梯度信息(边缘)。利用该模型产生准则函数,在信息论中最大熵原理基础上,应用文中改进的二维最大熵算法能自动确定最佳分割阈值,实现了对暗场图像的分割。该算法能够准确的从光学元件损伤暗场图像中提取损伤目标,为目标识别、精确定位和损伤大小的精确计算等后续处理提供依据。为了验证该算法,试验中对多个光学元件损伤暗场图像进行了处理分析,试验表明,该算法分割得到的损伤目标与实际相符,误差在检测的范围之内,为大型光学系统中光学元件损伤的在线、自动化检测提供了一种有效的技术途径。