大范围光外差干涉测量的信号处理

本文依据相位测量和整周期相位计数相结合的思想，提出了大范围光外差干涉测量的信号处理方法，在保证高分辨力不降低的前提下，扩展了测量范围。给出的方法可用于动态测量     

测量精度达3.2nm的在线表面粗糙度外差干涉仪信号处理系统

介绍了用于磨床加工的光外差表面粗糙度在线干涉测量仪整机的信号处理系统,着重讨论了其中的两项关键技术,即利用负反馈构成的宽动态范围测量信号的自动电压控制以及依据计大数和测小数相结合的高精度动态相位测量,系统的测量精度达２．６°（相当于３．２ｎｍ）,允许测量中最大多普勒频移±１０ｋＨｚ（对应高度的变化率±８．７５×１０＾－３ｍ／ｓ）完全满足磨床加工中表面粗糙度在线测量的要求。现场测试证实了这一点,这对     

折叠腔法布里—珀罗干涉及其透射光相位变化的研究

利用折叠腔法-珀干涉仪实现了高精度位移测量,使干涉级次的当量缩小了一倍,而且扩大了法-珀干涉仪的测量范围。但折叠腔法-珀干涉仪透射光的相位在经立体棱镜反射时发生了变化,本文对折叠腔法-珀干涉仪及其透射光相位的变化进行了分析研究。     

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。     

激光外差干涉仪光电信号处理方法及特点

叙述和分析了外差激光干涉光电信号处理主其特点，指出了它们各自的应用范围，同时介绍了一处新型的光电信号处理方法，它不仅使外差干涉仪用于动态测量，而且可以同时实现高分辩率测量 。     

光外差干涉相位检测技术

本文介绍了光外差干涉技术中最为关键的相位精密检测技术，简介了相位软件取值法，提出了硬件取值法的思想和电路原理图，最后的实验结果表明，其相位检测精度优于λ／1000。     

外差激光干涉仪的实现方法及其特点

本叙述了激光外差干涉测量技术的发展和应用，介绍了实现激光外差的三种方法，双频激光法，频移器件法和半导体激光线性调频法，中分析了其特点及发展趋势。     

外差干涉信号的相位计数

本提出一种新的激光外差干涉条纹计数方法，它通过电路变换，将原来高频的外差信号转化为一直流信号，从而实现稳定准确的周期计数。中给出了具体电路方案。     

偏振干涉相位细分的误差分析与补偿

高分辨率、高精确度的偏振干涉测长方法在几何量测量中得到了广泛的应用。本文应用严格的数学方法分析了它的测量误差，并提出补偿与消减该项误差的方法。     

动态波前相位的高分辨率测量

动态波前相位信息测量是大气光学，气动光学和激光技术等领域的重要实验手段。提出了一种具有高的时间和空间分辨率以及长的测量持续时间的动态波前相位测量方法。应用Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器获得高空间分辨率的相位信息，采用高帧频ＣＣＤ摄象机获得高时间分辨率图象数据。     

纳米级二维激光外差干涉仪的设计

提出了一种５０μｍ测量范围内，２ｎｍ不确定度，、０．５ｎｍ分辨率的二维激光外差偏振干涉仪的设计。其中用声制器和稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器获取频差小于２００ｋＨｚ的正交偏振双频激光束，Ｘ和Ｙ二臂偏振干仪将采用差分干涉仪，采用相位解调技术进行外差干涉信号的处理。     

白光干涉型Michelson光纤扫描干涉仪

介绍了一种白光干涉型Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ位移传感器，Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪的一臂由光纤Ｆ－Ｐ腔构成，作为传感头，另一臂由电磁位移器带动的反射镜构成，提供相位补偿。理论分析和实验结果表明，在１５０μｍ的动态范围内，该传感器的位移测量重复性达到０．５μｍ，测量不确定度为．５μｍ。本文还提供了进一步提高测量精度和响应速度的方法。     

采用波长扫描外差式干涉仪进行高精度长度测量的方法

采用光学干涉仪准确地测量长度是非常容易的。然而,如果没有一个用来计算干涉条纹的运动装置,单频干涉仪的测量范围就被限制于小于半波长。为了解决这个问题,已经研究出一种频率扫描方法。它的相位分辨率不是太高,不过于涉条纹级次的整数部分可以确定下来。我们建议使用一种能够准确地测量长度的方法,那就是将高分辨率的相位测量技术和频率扫描技术相结合。这里使用一台频率扫描外差式干涉仪对这个方法进行研究。使用宽带频率扫描方法,结合外差相位测量,我们可以得到优于四分之一波长的高分辨率。这就意味着,我们测量绝对长度的精度达到纳米级,因为通过频率扫描可以确定条纹干涉级次的整数部分。测量距离在4mm时精度达到3mm。     

准外差干涉计量算法分析及应用

采用最小二乘方法，在更一般的意义下推导了准外差干涉计量的相位计算公式，提出了测量误差与采样方式、采样次数、信噪比及相位漂移的关系，提出了相位算法选择的基本依据。建立了准外差全息干涉计量系统，能对条纹图进行全场、高精度、全自动的定量分析；将其应用于实际物体变形的测量之中，给出了实验结果。     

计算机图像检测在干涉测量中的应用

介绍了利用ＣＣＤ固体摄像传感器和奔腾微机测量干涉条纹的方法,介绍了干涉条纹数字图像检测的原理和软件设计思想。根据此原理,提出了一种微小位移的高精度测量方法,测量精度可达到λ／１００的数量级以上。     

激光干涉仪与纳米精度检测

文章对光外差、移相、正弦相位调制等几种常见的纳米精度干涉测量技术进行了综述 ,并介绍了上海光机所的相关工作 .     

激光干涉波形解调测量振动相位新方法

激光干涉频比计数法广泛应用于绝对法振动标准装置,针对频比计数法只能测量振幅不能得到振动相位,提出一种利用激光干涉条纹与振动台运动位移之间的关系,实现测量振动相位的新方法,并给出激光干涉波形解调测量振动相位的数学模型。该方法基于零差的迈克尔逊激光干涉仪,利用高速采集器同步采集激光干涉信号和传感器信号,并在Lab VIEW虚拟仪器开发平台上,软件解调振动波形,实现振动幅值和振动相位的实时测量。测量结果与正弦逼近法相一致。     

高加速度超精密激光外差干涉测量模型

为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型.通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型.理论分析和仿真实验表明,当测量加速度为9m/s2,匀加速运行的位移为500mm时,由于加速度变化引起的相对论性效应对测量精度的影响为5nm.高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型的建立,可提高激光外差干涉在高加速度超精密测量中的测量精度,为激光外差干涉在高速和超高速测量领域的应用提供了理论依据.     

激光功率变化引起的非线性误差对纳米测量精度的影响

拍频干涉法可用于纳米，亚纳米级精度的位移测量，其测量不确定度主要敢决于单位频差－位移当非线性，本文对影响非线性的因素进行了试验分析和理论计算，结果表明，非线性范围为0.07-1.5nm.     

希尔伯特变换实时全息干涉条纹相位提取

实时全息干涉法可以观察记录整个测试过程中条纹图的动态变化,传统相位提取算法只适合于静态干涉条纹图相位的提取.根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点,提出了利用希尔伯特变换提取实时全息干涉条纹相位值的方法,采用了高通滤波的方法减少背景光强的影响,对铝片受力变形实验中实时全息干涉条纹的相位变化分布进行了提取.实验表明:希尔伯特变换法适合于动态条纹的相位提取,可以自动提取实时全息干涉测量过程中全场各点在任意两个时刻间的相位变化值,且测量结果与实时全息干涉条纹人工分析结果一致.