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《哈尔滨工程大学》 2016年
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基于白光干涉测量的大量程高精度光程扫描延迟线研究

梁帅  
【摘要】:白光干涉测量技术是精密器件性能测试、分布式传感等领域的重要手段,光程扫描延迟线作为白光干涉测量的关键器件,其指标(扫描量程、分辨率等)对白光干涉测量的测量范围、空间分辨率等性能具有决定性影响。作为集光、机、电为一体的器件,其稳定性也是影响系统整体稳定性的重要一环。如何设计扫描量程更大、精度更高、插入损耗及波动更小、稳定性更好的光学延迟线,是白光干涉测量领域不断探索的问题。本论文针对大量程高精度光程延迟线的参数选取、调节及稳定方法、扩展方法、白光干涉测量应用开展相关工作,其主要内容有:(1)根据光程扫描延迟线使用的光学器件性能及其参数分析,对其调节和锁紧结构进行设计。通过对准直镜光斑、扫描波动进行计算,对扫描过程中光学器件的偏差进行限定;设计光程延迟线的机械结构,对调节的机械压力和强度进行计算,利用软件模拟该结构下的应力、应变及位移状态,为下一步制作提供理论依据和技术参考。(2)提出一种光程延迟线的调节及其稳定性提升方法。使用四象限探测器,改进准直镜的校准方式,将光束偏角控制在0.1mrad内;提出一种双45度反射镜的调节方法,降低扫描插入损耗及其波动;提出一种提升稳定性的方法,使延迟线的存储温度可达-30℃~60℃。(3)对光程延迟线扫描量程扩展与接续(标定)方法进行研究。在大量程高精度光程扫描延迟线的基础上,利用多种方法扩展扫描量程,最高可将扫描量程扩展至1.6m;在固定和连续延迟扩展的基础上,利用干涉光路对其接续进行精确标定。(4)分别对研制的多种光程延迟线损耗进行测试,并对其温度稳定性测试。将其应用在白光干涉测量系统中,测试其在多种测量光路中的表现。根据以上工作,研制分辨率为0.3fs的延迟线有:量程为200mm的延迟线,其插入损耗及波动分别低于1.5dB、±0.08dB;量程为400mm的延迟线,其插入损耗及波动分别低于1.5dB、±0.1dB;量程为600mm的延迟线,其插入损耗及波动分别低于2dB、±0.15dB。在双通模式下,分辨率为0.6fs、插入损耗低于3dB、损耗波动低于±0.2dB时,可将量程扩展至800mm,且存储温度达到-30℃~60℃,大幅提升白光干涉测量系统的测量量程、空间分辨率和稳定性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH74;O436.1

【参考文献】
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1 徐婷婷;孙美智;杨庆伟;王楠楠;郭爱林;康俊;朱海东;谢兴龙;;基于双密度棱栅的新型超短脉冲色散补偿装置[J];光学学报;2013年05期
2 俞侃;黄德修;尹娟娟;包佳祺;;高斯光束斜入射非平行薄膜滤光片的反射光强分布[J];中国激光;2012年08期
3 欧军;江月松;黎芳;刘丽;;拉盖尔-高斯光束在界面反射和折射的质心偏移特性研究[J];物理学报;2011年11期
4 李涛;张华锋;王浩伟;;一种混合结构固定延迟线的设计与实现[J];计测技术;2011年04期
5 袁毅;金钢;;大型精密光学调节架的俯仰角运动控制方法及误差修正[J];光学与光电技术;2010年05期
6 江毅;;光纤白光干涉测量术新进展[J];中国激光;2010年06期
7 张春熹;张晓青;胡姝玲;;光纤延迟线应用研究动态[J];中国激光;2009年09期
8 王风;刘德森;;自聚焦透镜的光斑尺寸与像差特性分析[J];光子学报;2007年05期
9 王世峰;赵馨;佟首峰;刘云清;刘鹏;范静涛;;基于激光位移检测技术的螺纹检测仪研制[J];仪器仪表学报;2007年04期
10 曾成;罗正祥;羊恺;;高温超导微波延迟线研究进展[J];低温与超导;2006年01期
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1 杨军;白光干涉分布式光纤形变测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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1 申路;基于白光干涉原理的MEMS三维表面形貌测量技术研究[D];华南理工大学;2012年
2 苑勇贵;分布式光纤白光干涉偏振特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 吴頔;白光干涉法保偏光纤偏振耦合测试频域分析的研究[D];天津大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟涵;万新军;董一帆;解树平;宾博逸;;大倍率干涉显微物镜的光学系统设计[J];激光与光电子学进展;2017年11期
2 陈淑娴;郭斌;胡晓峰;范伟军;;基于改进SUSAN算法的卡钳排气螺钉参数辨识[J];中国测试;2017年06期
3 李冠鹏;王辉;张邦宏;杨惠霞;谢亮;;用于雷达回波仿真的小型化微波光纤延迟线[J];光学精密工程;2017年05期
4 谢文龙;王可;戴佳卉;;测量条件对激光三角测距器测量精度的影响[J];重型机械;2017年01期
5 Hua Tang;Wei Xu;Guohua Wu;;Average Capacity of OAM-Multiplexed FSO System with Vortex Beam Propagating Through Non-Kolmogorov Turbulence[J];中国通信;2016年10期
6 劳奕琴;余贶琭;程凌浩;梁贻智;梁浩;关柏鸥;;基于外部光反馈的双偏振光纤激光器拍频相位噪声抑制[J];中国激光;2016年06期
7 井媛媛;汪小超;乔治;李玉荣;范薇;;全光纤多程相位调制的光谱控制研究[J];中国激光;2016年08期
8 宁光芳;甘泉;;激光位移传感器误差补偿的仿真分析[J];激光杂志;2016年04期
9 石俊锋;刘铁根;王双;江俊峰;刘琨;邹盛亮;肖梦楠;;空间电扫描型低相干干涉长距离光纤传感解调系统[J];光学学报;2016年04期
10 李琳;庞学慧;郑智贞;秦慧斌;苏校峰;;基于激光测量技术对外螺纹中径测量的研究[J];河北农机;2016年01期
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1 杨高杰;太阳能电池板表面形貌测量装置关键技术研究[D];郑州大学;2017年
2 肖志鹏;基于FFOCT的3D打印测控方法研究[D];天津科技大学;2017年
3 焦智超;白光垂直扫描干涉术快速扫描系统与方法研究[D];中国民航大学;2016年
4 王利;线光在反射表面形貌测量中的关键技术研究[D];西南科技大学;2016年
5 余再新;四波长表面形貌干涉测量系统光路设计[D];湖北工业大学;2016年
6 梁帅;基于白光干涉测量的大量程高精度光程扫描延迟线研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
7 刘丙康;基于波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌干涉图像采集系统[D];湖北工业大学;2015年
8 管鑫;基于FPGA的表面形貌干涉测量中的控制方法研究[D];湖北工业大学;2015年
9 何浪;表面形貌测量中的干涉图像处理算法[D];湖北工业大学;2015年
10 郑毅;垂直扫描白光干涉表面形貌测量软件系统研究[D];华中科技大学;2015年
【二级参考文献】
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1 牛海亮;章岳光;沈伟东;余鹏;李旸晖;刘旭;;飞秒激光器中超宽带色散补偿啁啾镜对的设计[J];物理学报;2012年01期
2 俞侃;吉紫娟;黄德修;尹娟娟;包佳祺;;非平行条件下高斯光束斜入射窄带滤光片的透射光强分布[J];光学学报;2011年10期
3 俞侃;包佳祺;黄德修;尹娟娟;常进;;角度调谐滤光片准直系统发散角抑制技术研究[J];光学学报;2011年02期
4 黎芳;唐华;江月松;欧军;;拉盖尔-高斯光束在湍流大气中的螺旋谱特性[J];物理学报;2011年01期
5 张华锋;李涛;张晗;;微波延迟线量值溯源研究[J];计测技术;2010年06期
6 俞侃;黄德修;周坤;尹娟娟;包佳祺;常进;;斜入射角度调谐滤光片的反射光强分布[J];中国激光;2010年11期
7 郝晓勤;;声表面波延迟线[J];现代雷达;2010年04期
8 章岳光;王颖;孙雪铮;沈伟东;刘旭;顾培夫;;红外短波/长波分色片的研究[J];光学学报;2010年02期
9 李坤;文泓桥;李慧;;光纤法布里-珀罗结构的微型应变传感器的研制[J];光学学报;2009年12期
10 黎芳;江月松;唐华;王海洋;;光束偏移对轨道角动量信息传输系统的影响[J];物理学报;2009年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王延翔;基于均值算法的混合噪声图像滤波算法的研究与实现[D];北京邮电大学;2010年
2 常红;基于白光扫描干涉术的微结构大范围表征方法研究[D];天津大学;2009年
3 李其德;白光扫描干涉三维表面形貌测量技术的研究[D];合肥工业大学;2008年
4 倪肖勇;光谱型白光干涉在测距和光学薄膜相位测试中的应用研究[D];浙江大学;2008年
5 李波;数字图像噪声消除算法研究[D];曲阜师范大学;2008年
6 冯奎景;基于白光干涉原理的三维微表面形貌测量技术研究[D];华中科技大学;2007年
7 刘琨;基于虚拟仪器的光纤传感数据采集与处理系统[D];天津大学;2006年
8 朱蔚;纳米级微表面干涉形貌检测仪的功能扩展和数据处理[D];天津大学;2006年
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1 董显铨,于仲敏,李文龙;埃级微小振动的光干涉测量及其应用[J];科学通报;1980年22期
2 王正明;;长基线光干涉测量与双星研究[J];陕西天文台台刊;1990年02期
3 徐德衍;光干涉测量技术[J];光学学报;1995年04期
4 肖金宏;王正明;;光干涉测量中影响恒星角距或角径测定精度的因素[J];陕西天文台台刊;1990年02期
5 肖金宏;;光干涉测量中光程差的加权最小二乘估计[J];陕西天文台台刊;1992年02期
6 徐家岩;;国际上长基线光干涉测量进展评述[J];陕西天文台台刊;1992年02期
7 汪逸新;微弱振动的光干涉测量方法[J];信阳师范学院学报(自然科学版);1992年04期
8 符养;光波干涉仪及标准基线测量[J];解放军测绘学院学报;1990年01期
9 陶振英;在迈氏仪上用白光干涉测量的方法[J];物理实验;1995年02期
10 张靖华,王春华;光源功率谱对白光干涉测量的影响[J];光学技术;1997年05期
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1 郑国梁;李玲;陶科玉;吕雅莉;;光程概念在基础光学教学中的重要性[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 张记龙;陈友华;王志斌;景宁;魏海潮;赵冬娥;;高光程差弹光调制干涉具动态谐振模型建立与分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
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1 魏敏;基于CW-QCL的长光程温度气体高灵敏检测方法研究[D];中国科学技术大学;2017年
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1 梁帅;基于白光干涉测量的大量程高精度光程扫描延迟线研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
2 杨帆;基于压控延迟线与旁路逻辑的低压SAR ADC[D];电子科技大学;2017年
3 徐海涛;垂直扫描白光干涉测量关键技术的研究及应用[D];华中科技大学;2013年
4 罗梦佳;集成光波导延迟线设计及应用研究[D];电子科技大学;2017年
5 李付广;碟片激光晶体热畸变特性的光学诊断与分析[D];华中科技大学;2014年
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