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光栅泰伯MOEMS加速度计的误差分析与优化
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作者 杜艺鑫 金丽 +2 位作者 解琨阳 吴倩楠 李孟委 《舰船电子工程》 2025年第10期185-190,共6页
论文提出了一种基于双层光栅泰伯效应的高性能微光机电系统(MOEMS)加速度计对准误差分析与优化方法。双层光栅的对准误差在很大程度上会影响光栅的泰伯效应,为了解决这个问题,利用光学对准结合阳极键合技术,实现了高对准精度双层光栅制... 论文提出了一种基于双层光栅泰伯效应的高性能微光机电系统(MOEMS)加速度计对准误差分析与优化方法。双层光栅的对准误差在很大程度上会影响光栅的泰伯效应,为了解决这个问题,利用光学对准结合阳极键合技术,实现了高对准精度双层光栅制备,并将光束入射角精确控制在2°以内。实验结果表明,光栅MOEMS加速度计的灵敏度为5.28 V/g,零偏稳定性达到6.69μg,比以往的工作提高了近一个数量级。 展开更多
关键词 加速度计 泰伯效应 误差分析 微光机电系统(MOEMS)
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高阶轨道角动量光涡旋晶格的产生及Talbot效应
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作者 张译丹 郭浩 +3 位作者 王子靖 罗昊 李鹏 吴振坤 《光学仪器》 2025年第1期14-25,共12页
光涡旋晶格(optical vortex lattices,OVL)因其在强度和相位结构方面的特性而受到越来越多的关注。干涉是生成OVL的常用方法。然而,OVL中所携带的拓扑电荷(topological charge,TC)通常较小且固定,难以调制,从而限制了其适用性。使用相... 光涡旋晶格(optical vortex lattices,OVL)因其在强度和相位结构方面的特性而受到越来越多的关注。干涉是生成OVL的常用方法。然而,OVL中所携带的拓扑电荷(topological charge,TC)通常较小且固定,难以调制,从而限制了其适用性。使用相位乘法生成一个高阶光涡旋晶格,以方便对TC进行任意调制。生成的高阶光涡旋晶格在传输过程中表现出Talbot效应,并在特定的分数Talbot距离处转变为超蜂窝晶格和六边形晶格。这为超蜂窝晶格和六边形晶格的生成提供了一种新方法。此外,OVL中携带的轨道角动量为其在光学显微操作中的应用提供了广阔前景。研究结果不仅增进了对Talbot效应的认识,还拓宽了OVL的实际应用范围。 展开更多
关键词 光涡旋晶格 高阶光涡旋晶格 拓扑电荷 TALBOT效应
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非齐次薛定谔方程的Talbot效应
3
作者 尹子涵 康静 屈长征 《纯粹数学与应用数学》 2025年第1期1-12,共12页
Talbot效应可由齐次薛定谔方程周期初边值问题的解来描述。本文主要研究非齐次薛定谔方程的Talbot效应.利用一维和二维薛定谔方程周期初边值问题Fourier级数的形式精确解,证明了非齐次薛定谔方程周期解在有理时刻可以表示为初值的有限... Talbot效应可由齐次薛定谔方程周期初边值问题的解来描述。本文主要研究非齐次薛定谔方程的Talbot效应.利用一维和二维薛定谔方程周期初边值问题Fourier级数的形式精确解,证明了非齐次薛定谔方程周期解在有理时刻可以表示为初值的有限线性组合,非齐次项的积分变换的有限线性组合以及连续函数三项和的形式.这表明在非齐次薛定谔方程中存在不同于齐次薛定谔方程新的色散复苏现象. 展开更多
关键词 非齐次薛定谔方程 周期初边值问题 FOURIER级数 TALBOT效应 色散复苏
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泰伯效应对激光并行共焦显微系统成像影响的研究 被引量:11
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作者 余卿 余晓芬 +1 位作者 程伶俐 马文平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1271-1274,共4页
激光并行共焦显微系统采用微透镜阵列作为分光器件,将会不可避免地引入泰伯效应,造成沿光轴方向的多次成像。形成的这些像面中有且只有一个是正焦像面,它不仅没有边缘效应、能量更加集中,而且可以有效提高系统的测量分辨率。如何寻找正... 激光并行共焦显微系统采用微透镜阵列作为分光器件,将会不可避免地引入泰伯效应,造成沿光轴方向的多次成像。形成的这些像面中有且只有一个是正焦像面,它不仅没有边缘效应、能量更加集中,而且可以有效提高系统的测量分辨率。如何寻找正焦像面是削弱泰伯效应对测量影响的关键。实验中发现,通过增大微透镜阵列光栅常数可以增大泰伯距离,从而减弱离焦像面对测量的影响;并且设计了一种识别正、离焦像面的方法,能够准确找到正焦像面,保证了系统的测量分辨率。 展开更多
关键词 泰伯效应 微透镜阵列 正焦像面 离焦像面
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基于Talbot-Moiré法测量透镜焦距的莫尔条纹的图像处理 被引量:8
5
作者 吴玲玲 吴国俊 +1 位作者 仓玉萍 陈良益 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1723-1727,共5页
利用Ronchi光栅的Talbot效应和Moiré条纹测量了长焦透镜焦距,并根据焦距与莫尔条纹斜率之间的定量关系可求得透镜焦距.为获得条纹斜率,用CCD采集莫尔条纹图像后,利用数学形态学滤波方法进行图像滤波平滑等预处理,有效地增强了图像... 利用Ronchi光栅的Talbot效应和Moiré条纹测量了长焦透镜焦距,并根据焦距与莫尔条纹斜率之间的定量关系可求得透镜焦距.为获得条纹斜率,用CCD采集莫尔条纹图像后,利用数学形态学滤波方法进行图像滤波平滑等预处理,有效地增强了图像的对比度.通过二值化、细化获得单像素宽连通的条纹,通过对条纹进行标记,为条纹斜率的直线拟合计算提供了可靠的数据,采用这些数据计算的焦距的误差为0.10%. 展开更多
关键词 图像处理 焦距测量 TALBOT效应 莫尔条纹
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单光源双光路激光并行共焦测量系统设计 被引量:16
6
作者 余卿 余晓芬 崔长彩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期281-286,共6页
针对传统激光并行共焦测量过程中存在的泰伯效应,提出将数字微镜器件(DMD)引入激光并行共焦测量系统来正确辨识正焦面的位置。采用了DMD作为光分束器件,从理论上验证了它是一种投影式的阵列光源,对激光分束后不会在光路方向上产生泰伯像... 针对传统激光并行共焦测量过程中存在的泰伯效应,提出将数字微镜器件(DMD)引入激光并行共焦测量系统来正确辨识正焦面的位置。采用了DMD作为光分束器件,从理论上验证了它是一种投影式的阵列光源,对激光分束后不会在光路方向上产生泰伯像;同时,考虑DMD不能对分束后的光线产生会聚作用,并非高效的并行光源分束器件,本文将DMD与微透镜阵列(MLA)结合构建了单光源双光路并行共焦测量系统。该系统利用DMD光路探测正焦面位置,利用微透镜阵列光路进行精确的共焦测量。实验结果表明,两种光路下的正焦面位置仅相差2μm,在一个泰伯间距范围之内,可以较好地克服泰伯效应对激光并行共焦测量的影响,进而保证较高精度的并行共焦测量。 展开更多
关键词 数字微镜器件 微透镜阵列 泰伯效应 激光并行共焦测量系统
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基于Talbot-Moiré法的长焦透镜焦距测量的极限精度分析 被引量:6
7
作者 吴玲玲 王星 +2 位作者 陈靖 武继安 陈靖 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期693-697,共5页
长焦距测量的Talbot-Moiré法是研究热点,目前很多方法虽然都是基于Talbot现象和Moiré技术,但基本原理和实验方案各不相同,因此焦距计算公式也不相同。基于透镜位相变换作用,利用Talbot效应和Moiré条纹,通过图像处理的方... 长焦距测量的Talbot-Moiré法是研究热点,目前很多方法虽然都是基于Talbot现象和Moiré技术,但基本原理和实验方案各不相同,因此焦距计算公式也不相同。基于透镜位相变换作用,利用Talbot效应和Moiré条纹,通过图像处理的方法获得条纹的斜率变化,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的关系求得透镜焦距。由于长焦透镜的焦距相对于被测透镜厚度大得多,完全可以看作是薄透镜对光束的变换,可用薄透镜对球面波的变换作用来近似表示其对高斯光束的变换。因此,该方法测量长焦透镜焦距对于高斯光束与非高斯光束焦距测量结果无差别,均适用。最后全面分析了该测量方法的误差及精度极限。在影响测量精度的各个误差因素中,光栅节距误差对焦距测量的影响最为显著。 展开更多
关键词 焦距测量 TALBOT效应 莫尔条纹 精度
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筑坝粗粒料力学特性的缩尺效应研究 被引量:39
8
作者 王永明 朱晟 +2 位作者 任金明 彭鹏 徐学勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1799-1806,1823,共9页
针对筑坝粗粒材料缩尺效应问题,统计分析三板溪、水布垭等大坝填筑料的级配特征,认为以Talbot曲线为原级配可作为高土石坝填筑料的"平均级配",并将此原级配按现今粗粒料试验制样时最为常用的"混合法"进行缩尺,配制... 针对筑坝粗粒材料缩尺效应问题,统计分析三板溪、水布垭等大坝填筑料的级配特征,认为以Talbot曲线为原级配可作为高土石坝填筑料的"平均级配",并将此原级配按现今粗粒料试验制样时最为常用的"混合法"进行缩尺,配制了最大粒径dmax为20~180 mm的试样。利用PFC2D软件,对各缩尺级配进行了多组、多种数值试验,揭示了各缩尺级配试样干密度极值、初始弹性模量及体积模量等关键物理量与各级配最大粒径的关系。结果表明:缩尺关系与密实度控制标准相关,在同一相对密度条件下各缩尺比试样力学参量为其最大粒径的单调函数,经推求可得原级配具备室内试验级配1.5~1.6倍的抗变形能力;而在同一干密度条件下,力学参量与各最大粒径呈先减小再增加的非单调关系。最后基于细观力学理论对造成缩尺效应的机制进行了解译。利用PFC2D数值试验从一定程度上拓展了仅靠实际三轴试验来研究粗粒料缩尺效应的粒径和思路。 展开更多
关键词 粗粒料 缩尺效应 Talbot曲线 细观力学
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一般多值相位光栅菲涅耳衍射光场的分析 被引量:5
9
作者 王淮生 张志刚 +1 位作者 柴路 王清月 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1402-1404,共3页
基于光栅结构与距离的关系 ,给出了一种求解一般多值相位光栅菲涅耳衍射光场的解析表达式 利用该表达式可以直接分析一般多值相位光栅的分数泰伯数效应及在阵列照明中的应用 。
关键词 菲涅耳(Fresnel)衍射 光栅 分数泰伯效应 阵列照明
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基于Talbot效应检测光束准直性方法的研究 被引量:5
10
作者 云宇 解平 +2 位作者 彭勇 陈兴无 徐熙平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期267-269,共3页
准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅... 准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度。通过对以往检测方法进行改进,并分析讨论影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。结果表明该检测方法非常简单,并且有很高的检测精度。 展开更多
关键词 TALBOT效应 准直 莫尔条纹
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基于双朗奇光栅的焦距测量技术研究 被引量:7
11
作者 蒋正东 朱荣刚 +1 位作者 陈磊 何勇 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期687-690,共4页
随着中长焦距光学元件在光学遥感、高功率激光器和天文望远镜等系统中的广泛应用,对这类光学元件焦距的高精度测量提出要求。在双光栅干涉焦距测量技术的基础上,提出了一种新的改进算法。该算法通过Moiré条纹倾斜角度与待测元件焦... 随着中长焦距光学元件在光学遥感、高功率激光器和天文望远镜等系统中的广泛应用,对这类光学元件焦距的高精度测量提出要求。在双光栅干涉焦距测量技术的基础上,提出了一种新的改进算法。该算法通过Moiré条纹倾斜角度与待测元件焦距之间的函数关系得到焦距计算公式,并利用入射平面波时Moiré条纹的理想状态优化了该计算公式,解决了Moiré条纹倾角基准线的确定问题,提高了Moiré条纹角度求解精度。采用2块周期为20μm的朗奇光栅搭建了长焦距测量装置。实验测得的透镜焦距为36.690m,测量重复精度达0.382‰。 展开更多
关键词 物理光学 焦距测量 双朗奇光栅 泰伯效应
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光栅大小对琅奇光栅泰伯效应的影响分析 被引量:4
12
作者 方靖岳 秦石乔 +1 位作者 王省书 黄宗升 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期848-852,共5页
基于菲涅耳衍射的传递函数理论推导了单色平面波入射有限尺寸琅奇光栅的菲涅耳衍射光强分布,分析了为获得泰伯像,光栅尺寸必须满足的关系式。仿真结果表明:光栅尺寸的大小影响泰伯像的形成,在一定衍射距离的观察区域内要获得泰伯像,光... 基于菲涅耳衍射的传递函数理论推导了单色平面波入射有限尺寸琅奇光栅的菲涅耳衍射光强分布,分析了为获得泰伯像,光栅尺寸必须满足的关系式。仿真结果表明:光栅尺寸的大小影响泰伯像的形成,在一定衍射距离的观察区域内要获得泰伯像,光栅尺寸必须满足一定大小;光栅大小决定于衍射距离、观察区域大小和光栅周期等。光栅沿狭缝周期性变化方向尺寸的大小对泰伯像获取的影响较大;观察屏与光栅在泰伯距离上的偏移使衍射图像偏离泰伯像,但这种影响随着光栅常数的减小而减小。 展开更多
关键词 琅奇光栅 菲涅耳衍射 频域分析 泰伯效应
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基于Talbot-Moiré法测量透镜焦距的CCD亚像素标定技术 被引量:3
13
作者 吴玲玲 吴国俊 +1 位作者 仓玉萍 陈良益 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1896-1900,共5页
利用Ronchi光栅的Talbot效应和Moiré条纹测量长焦透镜焦距,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的定量关系可求得透镜焦距.分别采用Canny算子和形态学方法对光栅的栅线中心进行像素级定位,再用高斯曲线拟合对其进行亚像素定位.经过对标准... 利用Ronchi光栅的Talbot效应和Moiré条纹测量长焦透镜焦距,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的定量关系可求得透镜焦距.分别采用Canny算子和形态学方法对光栅的栅线中心进行像素级定位,再用高斯曲线拟合对其进行亚像素定位.经过对标准条纹的标定,验证了该方法的条纹中心定位误差小于0.1个像素.采用光栅作为系统的自基准对CCD像素当量进行了亚像素标定,为条纹斜率和宽度的计算提供了可靠的测量基准,经过计算,采用这些数据计算的焦距误差为0.10%. 展开更多
关键词 焦距测量 TALBOT效应 莫尔条纹 亚像素 标定
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采用Talbot效应莫尔条纹的子波面斜率测量 被引量:4
14
作者 侯昌伦 徐建锋 +1 位作者 白剑 杨国光 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期61-64,共4页
为了实现大口径长焦距透镜波面精确测量,提出了一种基于朗奇光栅泰伯效应、莫尔条纹技术的子波面斜率测量方法。当子孔径光束照射在朗奇光栅上时,在光栅后周期位置出现光栅的泰伯像,如果将另一朗奇光栅放在光栅泰伯像的位置,在这块光栅... 为了实现大口径长焦距透镜波面精确测量,提出了一种基于朗奇光栅泰伯效应、莫尔条纹技术的子波面斜率测量方法。当子孔径光束照射在朗奇光栅上时,在光栅后周期位置出现光栅的泰伯像,如果将另一朗奇光栅放在光栅泰伯像的位置,在这块光栅后就会形成莫尔条纹,莫尔条纹会因子孔径光束的斜率微小变化而产生移动,通过计数移动的莫尔条纹数就可以得出子孔径光束的波面斜率。文章推导了子波面斜率的计算公式并进行了理论分析,从实验上对理论分析进行了验证。这种方法能够用于大口径波面检测中子孔径波面斜率的精确测量。 展开更多
关键词 子波面斜率 Ronchi光栅 TALBOT效应 莫尔条纹
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莫尔偏折技术用于测量镜片屈光度的研究 被引量:4
15
作者 王勤 余景池 +1 位作者 陈浩 王媛媛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期74-79,118,共7页
本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系。两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透... 本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系。两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透过镜片后产生的莫尔条纹的倾角的正切成正比。对影响镜片屈光度测量误差的几个参量进行了讨论,理论分析表明,选用合适的光栅周期,设定合理的两光栅间夹角,莫尔偏折技术用于测量低屈光度及中高屈光度的镜片具有很高的测量精度。最后给出了测量单光镜片、非球面镜片和渐进多焦点镜片的莫尔条纹图,并进行了分析讨论。 展开更多
关键词 莫尔条纹 泰伯效应 屈光度 测量 渐进多焦点镜片
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温度对长焦距测量精度的影响 被引量:3
16
作者 董军 许乔 +2 位作者 蔡邦维 张宁 李瑞洁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1299-1302,共4页
基于Ronchi光栅的泰伯效应,在理论上分析了温度场的波动对长焦距测量系统稳定性的影响.通过大量实验研究验证了在长焦距测量系统中内部和外部温度场的波动引起空气折射率的随机变化,进而影响到测量系统焦距测量值的稳定性.在对测量系统H... 基于Ronchi光栅的泰伯效应,在理论上分析了温度场的波动对长焦距测量系统稳定性的影响.通过大量实验研究验证了在长焦距测量系统中内部和外部温度场的波动引起空气折射率的随机变化,进而影响到测量系统焦距测量值的稳定性.在对测量系统He-Ne激光源采取水循环降温、切断系统外部冷热源、对测量系统中光栅对采取隔热封装等有效措施后,使长焦距测量系统的重复性测量精度提高了5~8倍,标准差达到了0.1‰左右,测量数据波动范围在5 mm左右,其测量精度及其稳定性均达到了实际测量的要求. 展开更多
关键词 莫尔条纹 TALBOT效应 焦距测量
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二维阵列光场衍射自成像效应的倒格矢分析 被引量:4
17
作者 朱林伟 洪正平 国承山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期977-982,共6页
基于衍射的角谱理论,分析了一般二维周期阵列光场的衍射特性.提出了一种用阵列光场的倒格矢来研究和描述衍射自成像(或泰伯效应)的方法·给出了用倒格矢表示的一般衍射自成像条件·在此基础上,对典型的非正交六方型二维周期阵... 基于衍射的角谱理论,分析了一般二维周期阵列光场的衍射特性.提出了一种用阵列光场的倒格矢来研究和描述衍射自成像(或泰伯效应)的方法·给出了用倒格矢表示的一般衍射自成像条件·在此基础上,对典型的非正交六方型二维周期阵列光场的泰伯效应和分数泰伯效应进行了定量分析和计算机模拟· 展开更多
关键词 信息光学 衍射 倒格矢 泰伯效应
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大口径长焦距镜面和透镜的扫描法焦距测量技术 被引量:3
18
作者 侯昌伦 孙琛 +2 位作者 白剑 侯西云 杨国光 《计量学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期219-222,共4页
提出了用扫描法测量大口径长焦距镜面或透镜焦距的方法。这种方法是通过对一块Ronchi光栅的Tal bot像与另外一个Ronchi光栅所产生的莫尔条纹转角的计量来测量长焦距;通过扫描对大口径范围内的整个区域进行测量。实验结果表明,这种方法... 提出了用扫描法测量大口径长焦距镜面或透镜焦距的方法。这种方法是通过对一块Ronchi光栅的Tal bot像与另外一个Ronchi光栅所产生的莫尔条纹转角的计量来测量长焦距;通过扫描对大口径范围内的整个区域进行测量。实验结果表明,这种方法能够实时地、非常精确地测量长焦距。 展开更多
关键词 计量学 长焦距测量 Ronchi光栅 TALBOT效应 莫尔条纹
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一个研究型物理实验项目——周期物成像规律实验 被引量:6
19
作者 张瑞 林幸笋 +2 位作者 何友军 李复 郭继华 《大学物理》 北大核心 2002年第4期28-30,共3页
介绍清华大学物理系如何将“Talbot效应实验”排成研究型实验 ,以利激发学生的求知欲 ,拓宽知识面 。
关键词 研究型实验 无透镜成像 TALBOT效应 物理实验 物理教学 高校 信息光学 周期物成像规律实验
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基于Talbot-Moiré效应长焦测焦仪的设计及校准技术研究 被引量:2
20
作者 张浩 代红 +5 位作者 樊红英 陈好 蒋泽伟 贾静 孟庆安 胡绍云 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期527-531,共5页
为了满足100m^3km特长焦距参量的测试校准需求,采用Talbot-Moiré条纹技术法,设计了一套长焦测焦仪.针对影响仪器测量不确定度的系统参量,分别设计了校准方法,并对仪器测量不确定度评定结果进行了实验比对验证.结果表明,校准后仪器... 为了满足100m^3km特长焦距参量的测试校准需求,采用Talbot-Moiré条纹技术法,设计了一套长焦测焦仪.针对影响仪器测量不确定度的系统参量,分别设计了校准方法,并对仪器测量不确定度评定结果进行了实验比对验证.结果表明,校准后仪器测量不确定度评定为6.4%;校准后的长焦测焦仪测量结果与刀口仪测量结果满足测量不确定度比对公式;对比结果最大为0.64,小于1;长焦测焦仪测量不确定度评定合理.该研究验证了长焦测焦仪系统参量校准方法的可行性. 展开更多
关键词 测量与计量 长焦距测量 TALBOT效应 Moiré条纹 测量不确定度
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