光纤连接器是最重要的光无源器件之一,在光纤通信系统中不可或缺;其插入损耗和回波损耗对其性能有较大的影响。为了保证光纤连接器性能及互换性,对其端面几何参量的检测非常必要。对研制出的光纤连接器端面几何参量自动测量仪的原理及特点进行了分析,讨论影响测量精度的因素,并提出相应的改进措施。模拟结果表明,提出的处理方法具有测量精度高、速度快的特点。因此,该结果证明提出的方法可有效用于光纤连接器端面几何参量自动测量中。

光杠杆微小位移测量是一种非接触式微位移测量技术,在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。针对现行光杠杆测量微小长度变化的分辨率低、精度低、读数装置设计欠妥等问题,采用一种多级放大方法和基于虚拟技术的实时自动采集技术,设计出了基于纳米精度光杠杆与位敏探测器(PSD)传感器的固体材料线胀系数测量装置。该装置通过光学方法对微位移量进行多级放大,大大提高了微小位移的放大倍数。同时,采用PSD传感器和LabVIEW平台进行数据采集和分析,较好地消除了系统中的人为因素对测量精度的影响。实验系统对黄铜、实验用铁、实验用铝和紫铜的重复测量精度分别为7.5,7.2,7.6和8.1 nm。

在实时干涉测量中, 环境温度变化、空气扰动和系统内部参数漂移都会导致相位测量误差, 尤其在高精度测量场合, 这种误差的影响尤其明显。为此, 提出了抗干扰滤波鉴相式半导体实时正弦相位调制(SPM)面形干涉测量技术, 阐明其工作原理, 并用硬件实现实时鉴相与扩大量程。该反馈控制系统利用光电检测器(PD)从干涉信号中取出一点的干涉信号作反馈信号注入半导体激光器(LD), 使其波长改变, 将外界干扰产生的相位误差减小到可以忽略的程度, 从而大大降低外部干扰对测量精度的影响。利用归一化技术消除系统内部光路参数、电路参数漂移对测量精度的影响。对于70×70个测量点, 其重复测量精度约为3 nm, 测量时间小于12 ms。

光学相干层析成像(OCT)作为一种新型的成像技术, 已广泛应用于临床检查, 但成像速度和分辨率较低。为了提高系统的成像速度及分辨率, 提出一种基于低速面阵CCD高速图像传感的正弦相位调制OCT检测技术。在迈克耳孙干涉仪参考镜的背面粘贴一个压电陶瓷(PZT), 加一正弦相位信号控制PZT的振动, 使参考镜沿光轴方向连续改变参考臂的光程, 对样品进行深度扫描; 推出了基于正弦相位调制的OCT干涉信号光强表达式, 并对其成像技术进行了讨论; 因PZT连续移相, 面阵CCD同一像素可探测物体内部断层结构。因此, 该技术利用面阵CCD能得到被测样品内部断层结构信息。该技术无需步进移动参考镜和横向机械扫描, 具有成像速度快、灵敏度高、信噪比高、成本低廉等优点。

To resolve the conflict of large measurement range and high accuracy in the existing real-time laser diode (LD) interferometers for displacement measurement, a novel real-time LD interferometry for displacement measurement is proposed and its measurement principle is analyzed. By use of a new phase demodulation algorithm and a new phase compensation algorithm of real-time phase unwrapping, the measurement accuracy is improved, and the measurement range is enlarged to a few wavelengths. In experiments, the peak-to-peak amplitude of the speaker vibration was 2361.7 nm, and the repeatability was 2.56 nm. The measurement time was less than 26 microseconds.

A sinusoidal phase-modulating (SPM) laser diode (LD) interferometer for real-time surface profile measurement is proposed and its principle is analyzed. The phase signal of the surface profile is detected from the sinusoidal phase-modulating interference signal using a real-time phase detection circuit. For 60*60 measurement points of the surface profile, the measuring time is 10 ms. A root mean square (RMS) measurement repeatability of 3.93 nm is realized, and the measurement resolution reaches 0.19 nm.

A new quality map for quality-guided phase unwrapping is presented. The quality map is derived from the wrapped phase map directly and can reflect phase quality accurately. It is demonstrated that the proposed quality map is a good phase-quality indicator, with which the quality-guided unwrapping algorithm can retrieve a reliable phase profile.