周广 1,3类维政 2董晓浩 1,2,*王劼 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800
2 中国科学院上海高等研究院,上海 201210
3 中国科学院大学,北京 100049
随着相干光源的发展,对大尺寸高精度反射镜的表面光滑度要求不断提高。针对X射线使用的高长宽比矩形平面反射镜,发展了一种基于激光干涉平移剪切法的二维绝对检测方法,以单方向多次平移测量取代正交方向的平移测量,推导出多矩阵增广区域法重构算法,获得了高精度矩形平面镜的绝对面形。经过仿真模拟,在不考虑噪声时,得到的绝对面形与初始面形的残差均方根(RMS)为0.03 nm(~λ/20000);在考虑随机高斯噪声时,重点模拟分析了不同平移次数和平移距离下的面形恢复情况。对120 mm×40 mm的矩形平面镜进行了实验验证,测量恢复的绝对面形与三平板法得到的绝对面形RMS为1.07 nm(λ/591)。模拟和实验结果均表明:所提方法可有效地获得高精度矩形平面反射镜的二维绝对面形,且单方向平移也为发展基于绝对检测的多孔径拼接测量奠定了基础。
光学测量 矩形平面镜 绝对检测 单向多次平移法 区域法重构 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312001
史学舜 1,2,3,*庄新港 1,2王国权 1,2刘红波 1[ ... ]周金戈 1
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所,青岛 266555
2 国防科技工业光电子一级计量站,青岛 266555
3 电子测试技术重点实验室,青岛 266555
为了确保低温辐射计测量准确度,开展了低温辐射计光功率修正因子的研究。介绍了低温辐射计测试系统光路结构和光功率的测量过程。分析了影响低温辐射计光电加热等效替代的四个主要因素。利用搭建的影响因子测试装置,对布儒斯特窗口透过率、杂散光和黑体腔吸收率三个影响因子进行了测试;采用有限元分析方法,对光电加热不等效性因子进行了仿真计算。测试和仿真计算了自主研制低温辐射计光电加热等效替代修正因子,结果显示,布儒斯特窗口在632.8 nm处的透过率为0.996 817,杂散光修正因子为0.999 013,黑体腔吸收率为0.999 950,光电不等效性修正因子为1.009 240±0.000 010。该研究结果可用于低温辐射计的修正,对低温辐射计各功能模块的设计、测量不确定度的提高以及低温辐射计的研制具有一定参考价值。
光辐射绝对测量 低温辐射计 有限元分析法 修正因子分析 Optical radiation absolute measurement Cryogenic radiometer Finite element analysis method Correction factor analysis 
光子学报
2023, 52(7): 0712003
作者单位
摘要
同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所,先进微结构材料教育部重点实验室,上海市数字光学前沿科学研究基地,上海市全光谱高性能光学薄膜器件与 应用专业技术服务平台,上海200092
极紫外、X射线为微观物质认识、宏观空间探测提供了高精度的观测手段,但这类观测的实现需要大量高精度光学反射元件的支撑。由于极紫外、X射线在光学表面更易发生散射,其光学反射镜基底的精度需求和制作技术也明显区别于长波元件。近年来,同济大学精密光学工程技术研究所建立了极紫外、X射线反射元件基底的超精密加工与检测平台,研发了超光滑非球面的离子束修形技术,提出了基于泽尼克多项式的随机离轴旋转绝对检测方法,形成了极紫外、X射线光学用反射镜基底的高精度全流程研制技术,并将该技术成功地应用于国内和国际短波光学大科学装置中。本文综述了本课题组在极紫外、X射线用反射镜制作领域中的研究进展。
超精密加工 极紫外 X射线 反射镜基底 非球面元件 绝对检测 ultra-precision machining extreme ultraviolet X-ray reflector substrates aspheric surface absolute measurement 
光学 精密工程
2022, 30(21): 2688
作者单位
摘要
中国计量科学研究院光学所, 北京 100029
近红外波段的双向反射分布函数(BRDF)能够有效表征材料的反射特性,广泛应用于计算机建模、遥感、航天等领域。为了高精度测量近红外波段的BRDF值,研制了一套近红外波段的BRDF测量系统,提出了基于等面积亮度的单次绝对测量方案。该测量系统以被测样品中心为基点对测量系统的空间坐标系进行重新建模,使用六轴机械臂作为变角装置实现建模,能够无死角地改变样品的三维空间朝向,可以在2π半球空间内测量任意角度组合的材料BRDF值,该测量方案高精度测量了覆盖1000~3000 nm近红外波段的材料BRDF值。使用该系统对标准漫反射金板的BRDF值进行测量,结果表明测量结果的相对不确定度为1.5%,说明所研制的系统实现了高精度测量。
测量 双向反射分布函数 绝对测量 近红外 不确定度 散射 
光学学报
2022, 42(12): 1212002
作者单位
摘要
1 齐齐哈尔大学 理学院,黑龙江 齐齐哈尔 161000
2 广东省季华实验室,广东 佛山 528200
为了实现大口径椭圆形光学平面镜的高精度面形测量,提升大口径望远镜系统的像质,本文对椭圆形平面反射镜面形的绝对检测算法进行了研究。首先,对椭圆形镜面进行了多项式正交化拟合研究。接着,对绝对检测算法进行了理论研究,利用正交化绝对检测算法可以有效分离参考镜与待测镜的面形误差,从而实现待测椭圆形平面镜面的高精度面形重构。为了证明上述方法的实际检测精度,本文对250 mm×300 mm的椭圆形镜面进行了绝对检测模拟与检测实验。对参考镜面形精度不高的情况进行了仿真计算,实验中利用光阑在Zygo300 mm口径标准平面镜头中选取250 mm×300 mm椭圆形检测区域,采用150 mm口径Zygo干涉仪对上述椭圆形区域完成绝对检测,并基于上述正交化绝对检测算法对椭圆形平面镜实现了面形重构。实验结果表明,利用本文所述方法可以实现参考镜与椭圆形待测镜面的面形误差分离,绝对检测结果的残差图RMS(Root-mean square)值为0.29 nm,证明了本文所述方法的可行性。利用上述方法可以实现椭圆形平面反射镜的高精度面形重构。
干涉检测 绝对检测 正交化 拟合 椭圆形平面镜 interferometry absolute measurement orthogonal fitting elliptical optical flat mirror 
中国光学
2022, 15(2): 318
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710032
2 内蒙古金属材料研究所,浙江 宁波 315103
针对旋转平移法在检测过程中存在偏心误差的问题,提出一种基于三维面形的图像配准偏心误差修正方法。首先采用旋转平移绝对检测法获得旋转0°和旋转180°两个状态下被测镜的面形;然后利用三维面形数据构建相似度函数,实现被测镜面形在0°和180°状态下的配准,从而获得偏心误差。数值仿真计算结果表明,偏心误差修正前,残余面形的峰谷值为7.783 nm,均方根值为0.578 nm;偏心误差修正后,残余面形的峰谷值为0.034 nm,均方根值为0.004 nm。结果表明该修正方法可行,可以有效提高旋转平移法的检测精度,为高精度光学元件面形的绝对检测提供重要参考。
测量 绝对检测 旋转平移 偏心误差 图像配准 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1912001
作者单位
摘要
上海大学 机电工程与自动化学院 应用光学与检测实验室, 上海 200072
针对平面干涉仪参考镜误差的标定方法进行文献综述。根据干涉原理分析了干涉仪系统误差的主要来源, 干涉仪测量原理是携带参考面信息的参考光和携带被测面信息的物光发生干涉, 若参考平面存在误差则会直接影响最后的测量精度, 所以参考平面的精度是干涉仪主要误差来源之一。因此归纳总结了现有的参考平面绝对测量方法, 结合国内外相关文献系统地介绍了液面基准法、三平面互检法以及伪剪切法的发展过程, 并对各类方法进行了对比分析。最后对该技术领域的发展进行了总结。
应用光学 干涉仪 参考镜误差 平面度绝对测量 applied optics interferometer reference mirror error flatness absolute measurement 
光学技术
2020, 46(5): 523
侯溪 1,*张帅 1,2胡小川 1全海洋 1[ ... ]伍凡 1
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
深紫外、极紫外光刻、先进光源等现代光学工程牵引驱动超精密光学技术持续发展, 超精密光学制造要求与之精度相匹配的超高精度检测技术。作为核心技术指标之一的面形精度通常要求达到纳米、深亚纳米甚至几十皮米量级, 超高精度面形干涉检测技术挑战技术极限, 具有重要研究意义和应用价值。本文分析了面形干涉检测技术发展趋势, 主要介绍了中国科学院光电技术研究所近年来在超高精度面形干涉检测技术相关研究进展。
先进光学制造 超精密光学 光学测量 面形检测 干涉检测 绝对检测 advanced optical manufacturing ultra-precision optics optical measurement surface metrology inter-ferometry absolute measurement 
光电工程
2020, 47(8): 200209
作者单位
摘要
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
为了避免平行平晶测量时前后表面干涉的影响, 基于点源异位同步移相原理, 提出一种均匀性绝对测量方法.测量分为平行平晶前后表面干涉测量、平晶透射波前测量、干涉仪空腔测量三步.每步通过在同一时刻抓拍的四幅移相干涉图恢复波前, 最终由三次测量结果计算平行平晶的均匀性分布.在非抗振平台上测试了一块厚度为60mm的光学平行平晶, 被测样品均匀性偏差的峰谷值为ΔnPV=3.32×10-6, 均方根值为ΔnRMS=2.63×10-7.检测结果与波长调谐干涉仪测量结果的峰谷值偏差为ΔPV=5×10-7, 均方根值偏差为ΔRMS=-7×10-9, 具有较高的一致性.所提方法在环境振动条件下对平行平晶均匀性检测精度可达1×10-6.
动态干涉测量 同步移相 平行平晶 光学均匀性 绝对检测 Dynamic interferometry Simultaneous phase-shifting Parallel plate Homogeneity Absolute measurement 
光子学报
2018, 47(1): 0112002
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京北一机床股份有限公司,北京101300
4 中国计量科学研究院,北京 100029
在北京同步辐射光源上使用自由空气电离室绝对测量了同步辐射硬X射线光子通量。通过自由空气电离室复现空气比释动能率量值,根据在电离辐射量及其单位中定义的空气比释动能与注量及通量的关系,定量得到了光子通量。由于在测量期间,光子通量随时间变化,而测量需要一定的时间,因此,研究了配套的在线通量监测系统,监测带来的不确定度为0.03%。通过测量空气衰减修正因子及复合损失修正因子,结合在线通量监测,在能量为15 keV的同步辐射X射线上用自由空气电离室复现了空气比释动能率。在实际实验条件下复现的空气比释动能率为0.239 Gy/s,从而得到同步辐射X射线的光子通量为5.28×109 photons/s, 相对标准不确定度为0.68%。
同步辐射硬X射线 绝对测量 自由空气电离室 空气比释动能 光子通量 synchrotron radiation hard X-rays absolute measurement free air ion chamber air-kerma photon flux 
光学 精密工程
2017, 25(11): 2845

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