1 湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068
2 湖北工业大学理学院, 湖北 武汉 430068
提出一种多波长显微干涉光强一致性的控制方法。将光强可调的白光LED作为多波长光源,在显微干涉光路中加入光强探测器,将从不同滤光片出射光的光强实时反馈到STM32单片机中,通过PID(Proportion Integration Differentiation)控制快速调整LED输出光强,实现不同波长光强的一致性,进而得到灰度分布一致的多波长干涉图像。实验结果表明,本文方法能够使不同波长的光强快速准确地稳定在设定值,将对应的不同波长干涉图像对比度误差从18%减小到2%。
测量 多波长干涉 光强一致性 比例积分微分控制 干涉图像 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 031202
1 火箭军工程大学， 陕西 西安 710025
2 国防科技大学机电工程与自动化学院， 湖南 长沙 410073
光梳的出现带来了大尺寸高精度绝对测距(ADM)技术的革新, 其卓越的光频特性推动了基于多波长干涉的实时ADM的发展。为在基于光梳多波长干涉的实时ADM中实现干涉信号的同步相位解调, 提出了基于多波长外差干涉的多路同步相位解调信号处理方法, 研制了相应的同步相位解调模块。实验中通过对波长进行解复用, 测试了多路相位计的线性精度、稳定度和同步性等性能, 对多波长干涉信号的实时同步相位解调进行了实验分析, 验证了该方法实现高精度同步相位解调的可行性。
测量 绝对测距 光梳 多波长干涉 同步相位解调
国防科学技术大学机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073
飞秒光学频率梳作为精密光学频率标尺，可以用来产生频率稳定度极高的单波长连续激光，利用其多个梳模制备理想的多波长光源用于绝对距离测量具有测量速度快、实时性强、非模糊度量程大、精度高等优点。以多波长测距的基本理论和光梳高频率稳定度为基础，提出了二次合成波长的方法，不仅扩展了非模糊度量程，同时为干涉信号的多波长解调创造了足够的波长间隔条件。结合光梳的波长特点，分析了基于光梳的多波长选择与非模糊度量程的关系，并阐述了具体的选择步骤及波长组合结构。利用小数重合解调算法，在0.01的小数相位测量精度条件下，仿真验证了四波长干涉测距的非模糊度量程为35.636 mm，五波长干涉系统可以达到几百毫米的非模糊度量程，后者相对分辨力的动态量程达到109量级。
测量 绝对距离测量 多波长干涉 非模糊度量程 光学频率梳 合成波长
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
在绝对距离测量中, 由于大气扰动造成的测量路径上折射率分布不均匀对干涉测量有很大的影响, 针对这一问题, 本文提出了一种补偿大气折射率的多波长干涉测量绝对距离的方法。该方法基于小数重合法的基本原理, 在测量过程中不需要对大气参数进行实时监测, 而是通过 A系数所给出的各波长折射率之间的关系解算距离。文中结合小数重合法的基本原理给出了理论推导与分析, 并采用 594.1 nm、611.9 nm、632.8 nm三种波长在计算机上进行了数值仿真实验, 得到了该算法的小数级次测量精度与非模糊距离 (UMR)的匹配关系。
多波长干涉测量 绝对距离测量 小数重合法 大气折射率补偿 multi-wavelength interferometry absolute distance measurement method of excess fractions compensation for the refractive index of air
湖北工业大学,机械工程学院,湖北,武汉,430068
多波长干涉测量法适用于纳米级微间距的实时动态非接触测量.纳米级间隙之间的空气形成一层具有光学特性的空气薄膜.该空气薄膜的光强反射率是关于入射光波长和薄膜厚度的函数.在多波长干涉法中,以包含多种波长的复合入射光照射薄膜,入射光被空气薄膜分成2部分,一部分穿过薄膜,另一部分则被反射回来.利用一种特殊的方法测得该薄膜的光强反射率,进而根据薄膜厚度与入射光波长和相应的光强反射率之间的函数关系建立方程组.通过对方程组求解,计算出薄膜的厚度.多波长干涉测量法能够避免移相干涉法中移相器所带来的误差,并且可根据不同波长的光波测出的结果相互校正,提高了测量精度.通过实验对多波长干涉测量法进行了验证,实验结果充分证明了系统设计及理论依据的正确性.
纳米测量 多波长干涉 光强反射率
