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空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪
被引量：
8
1
作者
邢旭
常笛
+1 位作者
胡鹏程
谭久彬
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期1727-1736,共10页
为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了...
为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显著降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。
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关键词
光栅干涉
空间分离外差干涉
二自由度
位移测量
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职称材料
外差式激光干涉仪光学读出的两种新算法的设计与实现
被引量：
2
2
作者
王锋
倪维斗
《光学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第6期885-891,共7页
纳米级和皮米级激光测距是光学技术中的重要一环,同时也是深空引力波探测实验所必须的技术。德国汉诺威的爱因斯坦研究所为此提出并实现了一种基于相位深度调制技术的外差式激光干涉仪,作为LISA计划测距系统的后备方案,在数值处理过程...
纳米级和皮米级激光测距是光学技术中的重要一环,同时也是深空引力波探测实验所必须的技术。德国汉诺威的爱因斯坦研究所为此提出并实现了一种基于相位深度调制技术的外差式激光干涉仪,作为LISA计划测距系统的后备方案,在数值处理过程中使用了Levenberg-Marquardt非线性拟合方法作为干涉仪光学读出算法。探讨并展示了另外两种新的外差干涉仪光学读出拟合算法。第一种算法采用近似并迭代的数值方法将拟合过程分为两次迭代:第一次估算干涉仪的调制深度和调制相位,第二次线性迭代拟合干涉仪的相位和振幅。另外一种算法首先利用离散傅里叶变换计算频谱,然后从频谱中拟合出干涉仪的调制相位,之后采用高斯-牛顿迭代方法线性拟合调制深度、相位和振幅。在空气中长时间运行的结果显示,第一种拟合算法的连续测距误差小于0.24nm,第二种算法的误差在0.19nm左右,比原来的非线性拟合算法分析得到的误差小了5～6倍。
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关键词
光学测量
激光测长
长度计量
外差干涉仪
算法
激光引力波探测器
原文传递
题名
空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪
被引量：
8
1
作者
邢旭
常笛
胡鹏程
谭久彬
机构
哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所&超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学)
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期1727-1736,共10页
基金
国家科技重大专项资助项目(No.2017ZX02101006-005)
国家自然科学基金资助项目(No.51675138)
文摘
为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显著降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。
关键词
光栅干涉
空间分离外差干涉
二自由度
位移测量
Keywords
grating interferometry
spatially separated heterodyne interferometry
two degree of freedom
displacement measurement
分类号
TP744.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH822 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
外差式激光干涉仪光学读出的两种新算法的设计与实现
被引量：
2
2
作者
王锋
倪维斗
机构
中国科学院紫金山天文台
中国科学院研究生院
出处
《光学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第6期885-891,共7页
文摘
纳米级和皮米级激光测距是光学技术中的重要一环,同时也是深空引力波探测实验所必须的技术。德国汉诺威的爱因斯坦研究所为此提出并实现了一种基于相位深度调制技术的外差式激光干涉仪,作为LISA计划测距系统的后备方案,在数值处理过程中使用了Levenberg-Marquardt非线性拟合方法作为干涉仪光学读出算法。探讨并展示了另外两种新的外差干涉仪光学读出拟合算法。第一种算法采用近似并迭代的数值方法将拟合过程分为两次迭代:第一次估算干涉仪的调制深度和调制相位,第二次线性迭代拟合干涉仪的相位和振幅。另外一种算法首先利用离散傅里叶变换计算频谱,然后从频谱中拟合出干涉仪的调制相位,之后采用高斯-牛顿迭代方法线性拟合调制深度、相位和振幅。在空气中长时间运行的结果显示,第一种拟合算法的连续测距误差小于0.24nm,第二种算法的误差在0.19nm左右,比原来的非线性拟合算法分析得到的误差小了5～6倍。
关键词
光学测量
激光测长
长度计量
外差干涉仪
算法
激光引力波探测器
Keywords
optical measurement
laser metrology
deep modulation
optical readout
laser-interferometric
gravitational-wave detector
分类号
TP744.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪
邢旭
常笛
胡鹏程
谭久彬
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
外差式激光干涉仪光学读出的两种新算法的设计与实现
王锋
倪维斗
《光学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010
2
原文传递
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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