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《天津大学》 2004年
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大范围二维纳米检测系统的设计研究

齐永岳  
【摘要】:近年来,纳米技术的研究受到了越来越多的重视,特别是随着机械、材料、电子等工业的迅猛发展,它涉及到越来越广泛的内容,其中纳米测量技术是纳米科学的一个重要分支。现在纳米级精度的测量已经成为目前工业和科学发展中迫切需要解决的问题。 本文首先对纳米技术及高精度激光干涉位移测量技术的发展现状作出全面系统的分析研究。在此基础之上,提出了一种耦合差动式干涉的新方法,并据此设计了一套光学8倍频的耦合差动式干涉光路,其结构设计简洁紧凑,光路布局对称性好,光程差倍增,符合阿贝原则和结构变形最小原则。采用大位移超微动连续可控式压电马达作为纳米驱动装置,并优化设计了控制系统,使马达运动更为合理、平稳。 在干涉信号处理方面,设计制作出干涉信号处理电路,实现了消除直流电平、滤波、放大等功能;分析了直流电平漂移、不等幅及非正交三种误差对细分精度的影响,并采用Heydemann模型对上述误差进行补偿,这样便获得了两路较为理想的正交信号;接下来对干涉信号进行辨向计数和正切细分,从而计算出实际位移量。 最后指出影响系统精度的误差源,并提出减小或补偿相应误差的方法,对整 个系统的精度在理论分析的基础上进行估算,得出了干涉仪综合精度的理论值为±2.5nm左右;并采用与电容测微仪比对的方法对该系统进行检测,在获取大量测量数据的基础上,利用线性回归的方法对测量结果进行处理。 实验结果表明:该干涉测量系统的精度为10-12nm。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH70

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 温丽梅;大行程压电微动台驱动控制系统的研究[D];天津大学;2005年
2 胡长德;回转式微动压电电动机及其驱动电源的研究[D];天津大学;2006年
3 谭翔飞;用于精密位移测量的单频激光干涉系统研究[D];浙江大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 张益昕;基于计算机视觉的大尺度三维几何尺寸测量方法及应用[D];南京大学;2011年
3 李季平;基于数字图像处理的叶片三维大位移测量研究[D];南京航空航天大学;2009年
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5 王涛;基于光栅投影模式的三维形貌快速测量系统的研究[D];天津大学;2010年
6 刘斌;微小三维尺寸自动光学检测系统的关键技术研究[D];天津大学;2010年
7 张峰烈;金属材料纳秒紫外脉冲激光微抛光理论与技术的研究[D];天津大学;2011年
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10 王辉;机器视觉技术在果园自动化中的应用研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于虎;基于LMS的数字煤场系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
3 张恩政;基于双频干涉的直线度及其位置测量方法研究[D];浙江理工大学;2010年
4 张萍;激光合成波长干涉技术的信号处理方法研究[D];浙江理工大学;2010年
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6 李潘;基于激光视觉的微观形貌检测技术的研究[D];武汉科技大学;2010年
7 梁巍;中型推土机工作装置电液比例控制系统的研究[D];中南林业科技大学;2007年
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9 汪琛琛;基于扫频激光干涉的数控机床几何误差测量系统[D];浙江大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 田云辉;基于双纵模双频激光干涉测量的位移传感器自动检定系统的研究[D];四川大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 薛江蓉;单频激光干涉测长系统抗干扰性及细分技术的研究[D];南京理工大学;2004年
2 康岩辉;双纵模双频激光干涉仪信号处理系统的研究[D];四川大学;2005年
3 温丽梅;大行程压电微动台驱动控制系统的研究[D];天津大学;2005年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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3 胡长德;回转式微动压电电动机及其驱动电源的研究[D];天津大学;2006年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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3 文刚;Φ100mm高重复性波长移相干涉仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
4 叶超;激光应变干涉仪用作大地形变监测的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
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9 由建国;光学地震测量方法与关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 晏斌;基于GaAs的非线性干涉仪的研究[D];北京交通大学;2011年
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