離軸干涉測量
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
離軸干涉測量的視頻教程
電磁檢測與仿真系列課-02-電磁角度傳感器原理與仿真
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離軸干涉測量的實(shí)例教程
精準(zhǔn)測量相位分布作為突破這一困境的關(guān)鍵，促使科研人員在眾多測量技術(shù)中深入探索，而干涉測量法憑借獨(dú)特優(yōu)勢脫穎而出。
超透鏡相位偏差示意圖，理想和實(shí)際的對比(來自原文)
干涉測量的核心原理基于光波疊加產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象。兩束光相遇疊加時，振動的加強(qiáng)與減弱形成明暗相間的條紋，其分布規(guī)律與光束相位緊密相連。通過構(gòu)建特定數(shù)學(xué)模型，采集并分析干涉數(shù)據(jù)，就能精準(zhǔn)獲取待測參數(shù)。在超表面相位測量場景中，干涉測量的重要性不言而喻。
目前主流的干涉測量模式包括同軸干涉與離軸干涉，二者各有特點(diǎn)。同軸干涉中，平行的參考光束與物光束提供恒定相位基準(zhǔn)，需同時采集多光束強(qiáng)度并進(jìn)行相移操作來計算超表面相位；離軸干涉模式下，物光與參考光呈特定夾角，參考光提供梯度相位分布，借助傅里葉變換和濾波處理，單次測量即可提取相位信息。這種單次測量的便利性，使離軸干涉在超表面相位測量中更具優(yōu)勢。
超表面干涉相位測量光路圖（來自原文）
基于離軸干涉原理，科研團(tuán)隊設(shè)計搭建了專用測量裝置。激光束經(jīng)擴(kuò)束形成平面波前，經(jīng)分束器（BS1）分為物光與參考光。物光路徑利用物鏡和消色差雙合透鏡（L1）對超透鏡成像，參考光則通過調(diào)節(jié)透鏡 L2 在 x 方向的位置，以特定角度入射至 CCD，實(shí)現(xiàn)離軸干涉。為優(yōu)化干涉圖案重疊效果，還利用透鏡 L2 和 L3 對參考光束進(jìn)行擴(kuò)展。針對不同偏振態(tài)入射光響應(yīng)的測量需求，光路中加入半波片、圓偏振片和檢偏器。該裝置相位測量精度達(dá) 0.05rad（<3°），展現(xiàn)出良好的性能。
幾何相位與傳輸相位的超透鏡（來自原文）
利用該裝置，研究團(tuán)隊對幾何相位超表面和傳輸相位超表面開展測試。結(jié)果顯示，超表面整體性能與理論設(shè)計相符，但邊緣因相位梯度大存在明顯偏差。
展開 所以對于葉片的型面和幾何尺寸檢測也是非常重要的，但是就葉片的形狀來說常規(guī)測量方法很難進(jìn)行測量。
白光干涉儀作為一款超高精度的光學(xué)3D輪廓儀，一直在超精密加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在大部分的應(yīng)用場景中，都是采用標(biāo)準(zhǔn)的白光干涉儀機(jī)型測量平面類型零件的表面粗糙度，而在一些特殊行業(yè)及領(lǐng)域，針對一些有著曲面特征的零部件，如何解決其形狀不規(guī)則裝夾不便、測量點(diǎn)分布不在同一個面、單次測量效率低的問題，成為了一個難題。
針對葉片類曲面零部件，白光干涉儀能夠在空間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)曲面全自動測量功能，能夠解決上述多個測量難題。
白光干涉儀特點(diǎn)：
1）可在測量軟件中直接加載生成零部件的3D模型；
2）根據(jù)3D模型可在零部件不同曲面上選擇多個測量點(diǎn)位并生成模板；
3）軟件能夠快速完成上述多個點(diǎn)位的自動測量并直接獲取分析數(shù)據(jù)；
中圖儀器白光干涉儀測量發(fā)動機(jī)葉片大空間自由曲面
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離軸干涉測量的最新內(nèi)容
衍射波導(dǎo)AR HUD技術(shù)優(yōu)勢與仿真痛點(diǎn)
1.1 技術(shù)核心優(yōu)勢
AR HUD可將車速、導(dǎo)航、路況等行車信息直接投射至駕駛員視野區(qū)域，實(shí)現(xiàn)視線不離路的安全駕駛輔助。
同樣，為了準(zhǔn)確模擬 Zygo 干涉測量，我們在設(shè)置中使用近軸透鏡來折射準(zhǔn)直入射光束，使所有光線都正入射到鏡面。
與凸面鏡一樣，Aperture Type 設(shè)置為 Float By Stop Size，并且 STOP 位于反射面上。根據(jù)測量結(jié)果，鏡面半直徑設(shè)置為 21.1 mm，其曲率半徑設(shè)置為 -78.587 mm，波長設(shè)置為 632.8 nm 測量波長。
折射元件的前（左）表面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件拖動到曲面上，并將其繞 Z 軸旋轉(zhuǎn) 180 度。
折射元件的后（右）表面：反轉(zhuǎn) YYY.DAT 文件并繞 X 軸翻轉(zhuǎn)，然后再連接到曲面，然后繞 Z 軸旋轉(zhuǎn) 180 度。通過運(yùn)行隨附的 flipGridSag.py 腳本，可以輕松反轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)干涉測量數(shù)據(jù)文件。
（a）MTF計算流程（b）離焦測量與補(bǔ)償（c）順序式主動對準(zhǔn)流程
（1）靈敏度矩陣對準(zhǔn)：快速校正透鏡組偏心
研究突破傳統(tǒng)波前像差靈敏度矩陣的局限，基于離焦MTF曲線構(gòu)建新型靈敏度模型。通過高斯函數(shù)擬合離焦MTF曲線，提取峰值位置z?參數(shù)，該參數(shù)直接表征場曲與像散大小。
比如在激光整形中，你需要知道目標(biāo)面上的光斑是不是均勻；在顯微物鏡分析中，你需要知道焦區(qū)三維場分布；在DOE或SLM設(shè)計中，你需要知道不同衍射級次如何疊加；在高數(shù)值孔徑系統(tǒng)中，你甚至還要考慮非傍軸條件下的矢量效應(yīng)。所有這些，都離不開合理的傳播算法。
所謂場追跡，可以簡單理解為：不再只關(guān)心一束光“走到哪里”，而是關(guān)心它在傳播過程中振幅、相位、偏振和空間頻譜如何變化。
仿真流程：結(jié)合Fresnel衍射積分公式，通過專業(yè)設(shè)計工具建立微透鏡陣列模型、定義核心參數(shù)，仿真光束均化過程并優(yōu)化陣列排布，抑制干涉效應(yīng)。
仿真成果：可模擬微透鏡陣列的光束均化效果，生成均化面光強(qiáng)分布仿真圖，驗證快軸發(fā)散角2.8mrad、慢軸發(fā)散角48.93%的設(shè)計指標(biāo)；通過能量流分析功能，量化能量利用率與均勻性，為一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。
同時，定期進(jìn)行質(zhì)量檢測，使用高精度測量儀器，如三坐標(biāo)測量機(jī)，確保每個部件符合設(shè)計要求，以保證最終產(chǎn)品的高精度與性能穩(wěn)定。
行星齒輪減速機(jī)非標(biāo)定制，需從設(shè)計、制造、裝配及檢測全方位把控精度：
1.設(shè)計精算與模擬
依工況精確計算齒輪參數(shù)，用專業(yè)軟件建三維模型，模擬運(yùn)動優(yōu)化布局，規(guī)避干涉，確保配合精度。
球面透鏡的表面輪廓
對于傳統(tǒng)上具有大量透鏡或離軸組件的光學(xué)系統(tǒng)而言，自由曲面光學(xué)是一種理想方法?，F(xiàn)代透鏡設(shè)計、光學(xué)工程和光學(xué)制造，使構(gòu)建更復(fù)雜的創(chuàng)新元件成為了可能，從而能在提高緊湊性的同時實(shí)現(xiàn)更好的光學(xué)性能。
為什么需要自由曲面光學(xué)？
許多新的光學(xué)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)小型化，但將多個透鏡集成在光學(xué)系統(tǒng)中可能會影響其光學(xué)和圖像質(zhì)量。
177
5.4 晶體建模 182
5.4.1 激光晶體中壓力誘導(dǎo)的雙折射 183
第六章 光學(xué)測量 190
6.1 干涉儀模擬仿真 190
6.1.1 使用相干光的馬赫-澤德干涉儀 190
6.1.2 白光邁克爾遜干涉儀 202
6.1.3 F-P干涉儀 220
6.2 顯微鏡模擬仿真 228
6.2.1
建模任務(wù)
非序列追跡
探測器附加組件
參數(shù)運(yùn)行
總結(jié)-組件…
橫向干涉條紋–50?nm帶寬
橫向干涉條紋–100?nm帶寬
軸上點(diǎn)的輻射通量測量
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文件信息
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-馬赫-曾德爾干涉儀
-用于光學(xué)測試的斐索干涉儀
