程系浙所光大学光工电研究生课程课程内容简介一、绪论：1、干涉体系的应用及特点；2、干涉测试系统中的横向、纵向分辨率及其关联；3、干涉体系设计及瞳窗理论；二、新颖干涉传感器1.干涉系统的空间和时间相干性；2.菲索干涉微位移传感系统；3.偏振分光器件及其干涉微位移传感器；4.双焦干涉微位移传感器；5.点衍射干涉微位移传感技术；6.剪切干涉系统；7.米勒系统；三、精密长度及振动测量体系设计1、激光干涉测长系统的工作原理；2、激光光源的模式选择；3、干涉体系的四倍频及移相；4、激光测振及纳米测试技术中的谐振增强技术；四、干涉微位移检测传感器的信号噪声及抑制技术：1、微弱信号检测中的噪声；2、电子共模抑制技术；3、光外差干涉方法；4、条纹扫描数字干涉系统；5、空间位相调制技术；五、现代干涉光电信号处理技术1、谐振增强的振动模型及其在纳米测试中的应用2、微弱信号检测的锁相技术3、AFM的谐振增强测试系统应用六、干涉系统应用中的精密扫描与定位系统1、压电效应及非线性、迟滞效应；2、一维压电扫描系统；3、蠕动、冲击式压电直线电机；4、多维扫描柔性铰链压电系统；七、信号的数字处理模式(软件处理流程)；1、干涉系统压电扫描的非线性误差及校正2、正交化方法在数字波前拟合中的应用其它1、每个学生应完成一次文献综述或阅读报告；2、参加现场教学一次；一、绪论：1、干涉体系的应用及特点；•干涉仪和激光干涉仪。干涉仪：利用光的干涉原理对各种参数进行精密测量的仪器。用普通光源：迈氏干涉仪、干涉显微镜、乌氏干涉仪。激光干涉仪：激光器件与技术与干涉仪相结合的仪器。数字波面干涉仪：双频激光测长仪、激光测振、用激光光源。学习该门课牵涉到多门课程。几何光学、物光、电子学、计算机、数字信号处理。干涉系统的基本组成：光源及照明系统——干涉体系——观察系统或光电接收系统——信号处理系统•干涉体系的应用及特点。具有广泛的应用范围根据光强变化测量，直接量：n,l2间接量：II1I22I1I2cos(n1L1n2L2)几何量：角度、面形（平面度、平直度）、粗糙度。物理量：振动、速度、加速度、力、光学传递函数、膜层厚度、应变。激光平面干涉仪：检定平面度及局部误差，菲佐型双光束干涉，利用目视及照相检测。数字波面干涉仪：测面形及曲条半经。可达精度：平面——λ/100、球面——λ/20。光机电高度综合仪器，计算机存储信息，消除系统误差。干涉显微镜：测表面光洁度，膜层厚度。振动测试的激光测振仪：应用激光干涉测量振动振幅，主要是基于振动物体位移引起光波位相调制。瑞利干涉仪：利用二个气室，求出折射率之差。精度可达10-8。激光核聚变中的波前在线诊断系统输出诊断自适应光学系统前端-预放级输入诊断径向剪切干涉系统核聚变总体装置核聚变靶室傅立叶光学信息处理重构原始波面的流程圆瞳的畸变波前傅氏变换后频谱6X干干干干干加海明窗后的干涉图干干干x10仿真的畸变波前9876543210-300-200-10001002003005x10干干干干干X干干干干18重构后波前消跳变滤波移频后频谱1614121086420-300-200-1000100200300图3-30移频后的方向的频谱图。具有高的精度及灵敏度。灵敏度（分辨率）仪器能感受到的最小变化量。普通干涉仪目视：一般，在良好的实验室环境下—λ/10。现在原子力量微镜：可以测量样品每个原子之间的间隔。分辨率可≤1A0.2A0并可用计算机实时检测勾划出三维轮廓图。精度：表征仪器对测量值的可靠程度，现原子力量微镜可达0.2A0。国内外：精度要有绝对的标准。具有很大的测量范围。60年代前未有激光，最大测量范围受光源谱线限制。Kr86相干长度约700㎜。激光干涉仪：激光方向性好，其2约几个毫弧度。能量密度高，红宝石激光可达104W，用于激光核聚变，1013W以上单色性好=5×10-8相干性好（时间相干性及空间相干性）：相干长度几十公里。激光作光源：亮度充足，结构简化，仪器小型化，信噪比好，测量精度高，速度18M/min。测量速度大为加快。条纹对比度好，已有测量范围从0～60m。•干涉体系特点：普通光学仪器是物像关系，在于成象质量的优劣。干涉仪是以条纹作为量测标准，因此是瞳，窗关系。光