聚焦干涉传感关键技术研究

发布时间：2021-10-22 01:58

　　在非连续表面结构测量中,特别是对高深宽比大台阶的测量中,由于现有共焦系统尽管轴向分辨率高但无法实现大尺度测量,为了实现高精度大范围测量,本课题针对聚焦光针干涉测量方法进行研究,从而为将干涉技术引入共焦干涉测量系统奠定基础。本课题的主要研究内容分为以下几点:（1）通过对聚焦干涉的分析,针对其存在测量光光强变化的问题,提出利用四通道移相接收光路来解决此问题,并进行理论证明。建立被测物离焦时的干涉模型,仿真其干涉光斑。仿真分析透镜焦距和被光阑通光孔径对干涉条纹和干涉光信号幅度的影响。为搭建实际的聚焦干涉系统提供理论指导。（2）设计并实验了测量系统的电路部分。根据课题需求,电路部分主要是光功率测量电路。依据光路输出特性对电路的两个部分都进行了指标分解。光功率测量电路包括光电转换,I/V转换、反相放大、相减电路和偏压电路。对电路实物进行了实验验证,光功率测量电路的稳定性优于5 mV,光强分辨力优于1μW,线性度为0.83%。数字电路部分主要利用DSP2812和AD976A构成电压采集模块,并利用串口将测量数据上传至计算机。（3）搭建聚焦干涉传感系统的实验平台,对系统进行原理性验证实验和性能指标验... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同焦距和离焦位置时的干涉条纹从

图 2-11 不同焦距和离焦位置时的干涉条纹图 2-12 中可以看出被测物离焦位置越大，干涉条纹越多。而且在时，干涉条纹的周期较大，而越远离光斑中心，干涉光斑的周期以得出结论：越远离光斑中心的地方，干涉条纹越密集。-1.25 0 1.25/mm00.20.40.60.81离光轴径向距离一化光强归图 2-12 焦距 25 mm 离焦位 0.5 mm 的光强分布图

图 2-15 光阑结构示意图定的离焦位置时，干涉光斑会变光斑边缘，条纹越密集。那么在信号幅度也是会有影响的。为此量光光强的最大值稍大，分别仿 mm、3 mm 下，被测物离焦对于干离焦位置下的信号幅度，并进行 35 mm。出不同的光阑孔径，光信号幅度随尺寸越大，信号衰减越快。从上纹密度越大，以此来解释光阑孔的尺寸越大，在被测物处于一定越密集，光信号的幅度越低。所幅度较小的外围部分，留下来中 的信号幅度。所以相对于大孔径


本文编号：3450155