基于移相式激光干涉仪的平晶平面度测量方法分析

平晶的平面度计量主要应用激光平面干涉仪和移相激光干涉仪,本文通过分析比较了两种方法的优劣。对高精度平晶进行了检测,介绍了基于移项激光干涉仪的测量原理及方法,并进行了不确定度分析,以验证该方法满足平晶检定规程,方法可行。     

高精度激光平面干涉测量系统误差的研究分析方法

叙述了Fizeau激光平面干涉系统的测量原理.依据ISO发布的测量不确定度表示指南,对Fizeau型高精度移相激光平面干涉测量系统的误差进行了系统分析,给出了高精度激光平面干涉仪的各项误差及总误差,其合成标准不确定度为2.63nm.该研究分析方法可适用于同类仪器的测量不确定度评价.     

等倾与相移两种干涉仪的平面度绝对测量比对

采用三平面互检测量方法,分别在等倾干涉仪和相移干涉仪上对平晶平面度进行了绝对测量比对。针对两种干涉仪不同的测量原理,提出了一种规范方法以从相移干涉仪数十万点阵测量数据中,提取符合等倾干涉仪测量数据格式的结果;对比等倾干涉仪的结构与环境控制方法,研究了相移干涉仪进行平面度绝对检验过程中的温度、温度梯度、温度分层情况,采取双重保温措施下达到了0.002μm的测量重复性,和0.01μm的绝对检验测量不确定度。与等倾干涉仪的检定结果的差异小于0.01μm,证明了相移干涉仪用于平晶的平面度检定工作可行性。     

研磨面平尺的相移干涉测量方法

在平面度计量体系中,研磨面平尺是重要的量值传递标准器。本文提出了利用相移干涉仪非接触、高采样密度及全自动化测量的特点,采用标准平晶直接测量研磨面平尺以获得更高的测量精度的方法。子孔径分段测量后拼接方法,以及斜入射测试方法,均可以取消长平晶的过渡,达到了量值传递扁平化的要求。文中以Φ150 mm相移干涉仪直接测量300 mm研磨面平尺为例,介绍了两种测量方法的原理和测量结果,并从中按标准要求提取了以稀疏点定义的平面度结果。对照检定规程,分析了采用相移干涉仪测量结果的数据不确定度评价方法,两种测量方法的归一化偏差小于0.5。     

平晶检定时干涉条纹的快速调整方法与平面度计算

在平面等厚干涉仪上检定平晶工作面平面度时,需要在被检区域调整出3到5条干涉条纹,依据测量原理和计算公式求出被检平晶工作面的平面度.文章重点分析干涉条纹的快速调整方法与标准平晶平面度的正确引用方法.     

平行平晶平面度测量结果的不确定度评定

本文依据JJG29-2000《平晶检定规程》,使用平面等厚干涉仪,对平行平晶平面度的不确定度进行了分析,给出了完整的不确定度评定过程,为平行平晶平面度校准提供了完善的不确定度评定方法。     

基于反向共轴的大口径平面光学元件面形测量

提出了一种基于反向共轴的大口径平面光学元件面形测量方法。将双位移传感器反向共轴线扫描测量模式和多角度旋转三面互检技术结合,借助直线长导轨有效扩大平面光学元件测量口径,同时测量过程中不需要使用标准平晶,避免引入标准平晶参考面不确定度分量,测量结果直接溯源到激光波长基准。利用该测量方法对3块400mm口径光学平晶进行面形测量,验证了该测量方法的可行性。     

移相干涉仪环境微扰的外差检测及信号处理

对环境微振动干扰进行补偿可减小移相干涉测量的误差,其中振动量的检测是实现振动补偿的前提。以声光调制器作为光学移频器,在移相式平面干涉仪中组合成外差干涉测振系统,可以实现光程差微小变化(范围为0到1/2波长)的实时检测。在外差信号处理中采用单片RF/IF相位测量芯片直接对两路40MHz模拟信号进行比相,简化了通常使用的数字测相方法,其精确测相的典型非线性值小于1度。用该系统实际测量了周期性振动和地面冲击振动对干涉仪的影响,获得了干涉仪所受微振动的幅度和相位。     

基于机器视觉与等倾干涉术的平面度测量装置

为实现平晶平面度的快速测量,运用机器视觉技术对等倾干涉仪进行改造.计算机对CCD采集的干涉图进行实时处理,再利用所有像素样本点(约4000个)的最小二乘法同时拟合出多条干涉环直径并计算标准干涉环直径Do.对平晶表面不同的检定点,测量软件均能根据其实测Do值计算平面度.改造后的干涉仪不但显著提高了工作效率,且大大降低了劳动强度.     

平面平晶平面度测量结果的不确定度评定

文章介绍了平面平晶平面度测量常用的方法之一:用等厚干涉法,测量工作平晶平面度时的误差来源、类型、不确定度合成方法及各分量对测量结果的影响程度.     

带旋转的三面互检法

按传统三面互检法评价平面度偏差,结果只能由评价平晶在两条相互垂直的直径线上的测量数值得到,其评价方法与平晶的真实面形偏差存在差异.本文介绍的基于光电探测技术、激光干涉技术、图像处理技术的带旋转三面互检法可以解出平面上N条直径线上的点的面形偏差,可以提高测量准确度.     

光学细分干涉仪与镀膜平面标准经鉴定通过

由中国计量科学研究院长度处研制的光学细分干涉仪及λ/100镀膜平面标准于1985年12月在北京通过鉴定。这种光学细分干涉仪采用先进原理,可测量直径到80mm镀膜光学平面的平面度,其测量的不确定度为2σ≤λ/100,达到国际先进水平,并以此建立了准确度为λ/100的φ80mm的镀膜平面标准。光学细分干涉仪安装在主要性能指标达到     

移相干涉技术在活塞外径测量中应用

基于传统接触式测长仪器存在不足,通过对长度干涉仪测量原理方法的分析研究,提出采用移相干涉技术进行瞄准定位的方法,并应用在活塞外径测量系统中.通过实验验证:采用双移相干涉测头结构的活塞外径测量系统,对活塞表面瞄准定位的重复性较好,活塞外径系统测量不确定度达到0.1μm,移相干涉在高精度基准活塞外径测量中成功应用,具有较好的推广价值.     

改装钠光等厚干涉仪为激光平面干涉仪

最近,我们用现成的几个光学零件,并设计制成了一个简单的平晶吊架,将中国计量科学研究院标准计量仪器厂生产的钠光等厚干涉仪改装成激光平面干涉仪。经实用证明:它实现了非接触检验平晶,避免了划伤;获得了对比度良好的干涉条纹;特别是,利用此仪器可以迅速调出沿检测平晶任意直径方向上的干涉条纹,这对快速检出平晶各方向的不平度提供了可能性;并且改装所耗的工作量不大。     

工作平晶平面度测量不确定度评定

本文对JJG2 8-2 0 0 0《平晶》中以等厚干涉法检定工作平晶 (D3 0mm～ 10 0mm)平面度的方法进行了分析、评定 ,得出了平面度的测量结果不确定度。     

温度对平晶平面度影响的定性分析及相关问题探讨

在测量平晶工作面的平面度时，温度不仅对平晶平面度的大小有影响，而且直接影响对平晶表面形状（凹凸）的判断。文章给出了温度对平晶平面度影响的实例分析，并提出了两种平晶表面形状判断的辅助方法，且对JJG28—2000《平晶》检定规程中平晶表面形状判断方法进行了必要的补充说明。     

平面平晶检定中存在问题的分析

平面平晶是以光波干涉法测量平面的平面度、直线度、研合性的计量器具。现针对在平面平晶检定中出现的问题 ,加以分析并提出改进建议。1　如何实现二截面正确转位 ,条纹弯曲量与条纹间隔比值的取定ＪＪＧ2 8- 91规程中写到 :“当所检定二截面出现的平面度符号相同时 ,取其中绝对值最大值为平面度 ;符号相反时 ,则取两者绝对值之和为平面度。”二个截面平面度检定 ,主要是为了找到最大误差的绝对值 ,一般是通过两平晶工作面的接触面的转位来实现的。实验证明 ,变换 90°能比较客观地反映平晶工作面误差。因为 ,把直径大于被检平晶的标准平晶…     

基于相移干涉仪的平面度测量软件设计

以相移干涉法测出的点阵波面数据为基础,设计了计量用平面度测试软件Flat Ex,包括标准平晶的绝对检验、研磨面平尺的斜入射测量和子孔径拼接及三个功能算法模块。通过与等倾干涉仪检定过程的比较,从理论上说明从密集点阵数据中提取稀疏点数据的合理方法,以符合规程的要求或约定俗成的做法。程序已经用于处理Matro Pro和Phase One等多种相移干涉仪数据,提取出符合要求的平面度结果。在相移干涉仪与等倾干涉仪检定结果进行比对实验中,表现出良好的一致性。     

PG15-J4型激光平面干涉仪的数字化改造

本文研究对中国科学院上海光学精密机械研究所生产的PG15-J4型激光平面干涉仪进行数字化改造,通过加装CCD相机,将干涉图像采集到计算机中,然后对采集到的图像进行滤波、细化等处理,并按照JJG 28—2000《平晶检定规程》对图像处理后得到的条纹进行计算,得到被测平晶的平面度。经实验验证,改造后的干涉仪满足了对?150mm以下的一、二级平晶的检定要求,适用于计量部门对平晶进行检定。     

2πα、2πβ粒子发射率现场校准装置的建立

基于大面积无窗流气正比计数器和多道能谱测量单元,建立了2πα、2πβ粒子发射率现场校准装置。性能测试结果表明:该装置对α平面源的坪区为700~1 500 V,坪长为800 V,坪斜为0.25%/100 V;对β平面源的坪区为1 650~2 050 V,坪长为400 V,坪斜为0.44%/100 V。使用该装置测量2πα、2πβ粒子发射率基准装置定值的标准平面源,经各项修正后,结果与基准测量结果在不确定度范围内一致。在现场校准了一批α、β标准平面源,校准结果与上一校准周期的结果在不确定度范围内一致,验证了该装置作为现场测量标准装置实现粒子发射率量值现场传递的可行性。