留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

菲索干涉仪中精确移相的实现

苏志德 史振广 彭吉 隋永新 杨怀江

苏志德, 史振广, 彭吉, 隋永新, 杨怀江. 菲索干涉仪中精确移相的实现[J]. 中国光学, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
引用本文: 苏志德, 史振广, 彭吉, 隋永新, 杨怀江. 菲索干涉仪中精确移相的实现[J]. 中国光学, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
SU Zhi-de, SHI Zhen-guang, PENG Ji, SUI Yong-xin, YANG Huai-jiang. Implementation of accurate phase shift in Fizeau interferometer[J]. Chinese Optics, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
Citation: SU Zhi-de, SHI Zhen-guang, PENG Ji, SUI Yong-xin, YANG Huai-jiang. Implementation of accurate phase shift in Fizeau interferometer[J]. Chinese Optics, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244

菲索干涉仪中精确移相的实现

doi: 10.3788/CO.20130602.0244
基金项目: 

国家科技重大专项(02专项)资助项目(No.2009ZX02205)

详细信息
    作者简介:

    苏志德(1985—),男,河北邢台人,博士研究生,2008年于吉林大学获得学士学位,主要从事干涉仪移相技术及标定方法的研究。E-mail:suzhide111@gmail.com;史振广(1984—),男,湖北天门人,助理研究员,2006年、2009年于西北工业大学分别获得学士、硕士学位,主要从事光学元件检测方面的研究。E-mail:shizg@ciomp.ac.cn

    苏志德(1985—),男,河北邢台人,博士研究生,2008年于吉林大学获得学士学位,主要从事干涉仪移相技术及标定方法的研究。E-mail:suzhide111@gmail.com;史振广(1984—),男,湖北天门人,助理研究员,2006年、2009年于西北工业大学分别获得学士、硕士学位,主要从事光学元件检测方面的研究。E-mail:shizg@ciomp.ac.cn

    通讯作者: 隋永新, E-mail:suiyx@sklao.ac.cn
  • 中图分类号: TH744.3

Implementation of accurate phase shift in Fizeau interferometer

  • 摘要: 为了实现移相式菲索干涉仪对光学元件面形的高精度测量,建立了干涉仪同步采集移相系统,并对精确移相方法进行了研究。介绍了移相系统的构成和工作原理,计算了测量过程中移相器的速度。针对PZT移相器在移相过程中会引入离焦误差,并存在加速段和减速段的问题,详细设计了移相器的行进过程。最后,对移相器的性能进行了标定。在改造后的干涉仪上开展了重复性验证实验,结果表明:干涉仪可以获得/11 340的RMS测量重复性。对改造后干涉仪与Zygo公司生产的Verifire XP/D干涉仪的测量精度做了比对实验,结果显示:相同元件下两者测量结果的面形RMS之差约为0.9 nm,表明提出的移相系统及移相方法在重复性和准确度方面都能满足纳米级面形测量的要求,为研制高精度移相干涉仪奠定了基础。
  • [1] MALACARA D. Optical Shop Testing[M]. New York:John Wiley & Sons Inc.,1994:17-33. [2] BRUNING J H,HERRIOTT D R,GALLAGHER J E,et al.. Digital wavefront measuring interferometer for testing optical surfaces and lenses[J]. Appl. Optics,1974,13(11):2693-2703. [3] 苗二龙,张健,谷勇强,等.用于光刻投影物镜检测的高精度菲佐干涉仪误差分析[J].中国激光,2010,37(8):2029-2034. MIAO E L,ZHANG J,GU Y Q,et al.. Measurement error analysis of high precision Fizeau interferometer for lithography projection objective[J]. Chinese J. Lasers,2010,37(8):2029-2034.(in Chinese) [4] 刘兆栋,陈磊,韩志刚,等.斜入射干涉检测大口径碳化硅平面反射镜[J].光学 精密工程,2011,19(7):1437-1443. LIU ZH D,CHEN L,HAN ZH G,et al..Measurement of large aperture SiC flat mirrors by oblique incidence interferometry[J]. Opt. Precision Eng.,2011,19(7):1437-1433.(in Chinese) [5] 吴栋,朱日宏,陈磊,等.抗振型移相干涉仪中PZT移相器的改进[J].光学 精密工程,2003,11(6):567-571. WU D,ZHU R H,CHEN L,et al.. Improvement of PZT phase shifter in vibration-resistant phase-shifting interferometer[J]. Opt. Precision Eng.,2003,11(6):567-571.(in Chinese) [6] CHAI L Q,XU Q,YU Y J,et al.. 500-mm-aperture wavelength-tuning phase-shifting interferometer[J]. SPIE,2005,5956:589-596. [7] 杨李茗,叶海仙.大口径大曲率半径光学元件的高精度检测[J].光学 精密工程,2011,19(6):1207-1212. YANG L M,YE H X. High-precision metrology for optical components with large-apertures and large radii of curvature[J]. Opt. Precision Eng.,2011,19(6):1207-1212.(in Chinese) [8] CHENG Y Y,WYANT J C. Phase shifter calibration in phase-shifting interferometry[J]. Appl. Optics,1985,24(18):3049-3052. [9] CHIAYU A,WYANT J C. Effect of piezoelectric transducer nonlinearity on phase shift interferometry[J]. Appl. Optics,1987,26(6):1112-1116. [10] KENICHI H,BOB F O,KIERAN G L. Phase-shifting algorithms for nonlinear and spatially nonuniform phase shifts[J]. J. Opt. Soc. Am. A,1997,14(4):918-930. [11] 王道档,杨甬英,刘东,等.压电移相器的空间旋转误差建模与实验分析[J].光电子·激光,2009,20(5):571-575. WANG D D,YANG Y Y,LIU D,et al.. Modeling and analysis of space-rotation error induced by phase-shifter in phase shifting interferometry[J]. J. Optolectronics Laser,2009,20(5):571-575.(in Chinese) [12] 张景和,张顺国,董跃华.乌氏干涉测量的信息读取[J].中国光学,2011,4(2):147-153. ZHANG J H,ZHANG SH G,DONG Y H. Information reading of Ubbelohde interferometry[J]. Chinese Optics,2011,4(2):147-153.(in Chinese) [13] BERND G,HERBERT W. Phase-shifter calibration and error detection in phase-shifting applications:a new method[J]. Appl. Optics,1998,37(32):7624-7631. [14] PETER D G. Phase-shift calibration errors in interferometers with spherical Fizeau cavities[J]. Appl. Optics,1995,34(16):2856-2863.
  • [1] 乔闹生, 孙萍.  CCD非线性效应对双频光栅三维面形测量的影响 . 中国光学, 2021, (2): 1-9. doi: 10.37188/CO.2020-0143
    [2] 杨建柏, 赵建, 孙强.  基于交比不变性的投影仪标定 . 中国光学, 2020, 13(6): 1-9. doi: 10.37188/CO.2020-0111
    [3] 陈露, 高志山, 袁群, 殷慧敏, 朱丹, 刘威剑.  星载激光测高仪距离参数地面标定方法 . 中国光学, 2019, 12(4): 896-904. doi: 10.3788/CO.20191204.0896
    [4] 吕强, 李文昊, 巴音贺希格, 柏杨, 刘兆武, 王玮.  基于衍射光栅的干涉式精密位移测量系统 . 中国光学, 2017, 10(1): 39-50. doi: 10.3788/CO.20171001.0039
    [5] 冀翼, 张学军, 袁婷, 陶小平.  用于智能移动设备的条纹反射法检测系统 . 中国光学, 2017, 10(2): 267-279. doi: 10.3788/CO.20171002.0267
    [6] 梁超, 马天翔.  基于黑体标定的红外图像非均匀性校正系统设计 . 中国光学, 2016, 9(3): 385-393. doi: 10.3788/CO.20160903.0385
    [7] 安东, 陈李, 丁一飞, 邓连杰, 王永红.  光栅投影相位法系统模型及标定方法 . 中国光学, 2015, 8(2): 248-254. doi: 10.3788/CO.20150802.0248
    [8] 代晓珂, 金春水, 于杰.  点衍射干涉仪波面参考源误差及公差分析 . 中国光学, 2014, 7(5): 855-862. doi: 10.3788/CO.20140705.0855
    [9] 王永伟, 徐向东, 高峰, 穆岩, 宫亚坤.  捷联寻北信号采集系统研究 . 中国光学, 2014, 7(5): 786-793. doi: 10.3788/CO.20140705.0786
    [10] 孙鸽, 马冬梅, 张海涛.  干涉仪仪器传递函数的检测方法 . 中国光学, 2014, 7(1): 137-143. doi: 10.3788/CO.20140701.0137
    [11] 张春雷, 向阳, 于长淞.  高精度干涉仪针孔空间滤波器研制 . 中国光学, 2013, 6(6): 952-957. doi: 10.3788/CO.20130606.952
    [12] 李磊, 严洁, 阮友田.  车载激光测绘系统的标定 . 中国光学, 2013, 6(3): 353-358. doi: 10.3788/CO.20130603.0353
    [13] 顾国超, 王丽, 刘洪波, 高雁, 陈家琦.  瞬态热量标定系统的太阳模拟器光学系统设计 . 中国光学, 2012, 5(6): 630-638. doi: 10.3788/CO.20120506.0630
    [14] 段相永, 乔彦峰, 王永伟, 孙玉铭.  菲索式合成孔径望远镜光学系统设计 . 中国光学, 2012, 5(4): 380-387. doi: 10.3788/CO.20120504.0380
    [15] 李淼, 高慧斌.  标校经纬仪航向标定修正方法 . 中国光学, 2011, 4(6): 583-587.
    [16] 张海涛.  基于光学设计软件的相移点衍射干涉仪建模 . 中国光学, 2010, 3(6): 616-622.
    [17] 李婧, 王蕴珊, 司书春, 徐建强, 高成勇, 周灿林.  基于数字滤波的主动式高光谱成像系统及其波长标定 . 中国光学, 2010, 3(4): 374-378.
    [18] 刘艳, 苏东奇, 杨怀江, 隋永新.  高精度干涉检验移相算法对振动误差的免疫能力 . 中国光学, 2010, 3(5): 500-508.
    [19] 葛任伟, 吴清文, 王运, 陈立恒.  联合变换相关器像移测量试验系统设计 . 中国光学, 2009, 2(3): 218-224.
    [20] 张未来, 宋克菲, 王云磊, 潘利华, 马庆军, 汪龙祺, 刘海波.  固相时间分辨荧光免疫分析仪数据采集系统设计 . 中国光学, 2009, 2(4): 316-321.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2245
  • HTML全文浏览量:  132
  • PDF下载量:  725
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-11
  • 修回日期:  2013-02-17
  • 刊出日期:  2013-04-10

菲索干涉仪中精确移相的实现

doi: 10.3788/CO.20130602.0244
    基金项目:

    国家科技重大专项(02专项)资助项目(No.2009ZX02205)

    作者简介:

    苏志德(1985—),男,河北邢台人,博士研究生,2008年于吉林大学获得学士学位,主要从事干涉仪移相技术及标定方法的研究。E-mail:suzhide111@gmail.com;史振广(1984—),男,湖北天门人,助理研究员,2006年、2009年于西北工业大学分别获得学士、硕士学位,主要从事光学元件检测方面的研究。E-mail:shizg@ciomp.ac.cn

    苏志德(1985—),男,河北邢台人,博士研究生,2008年于吉林大学获得学士学位,主要从事干涉仪移相技术及标定方法的研究。E-mail:suzhide111@gmail.com;史振广(1984—),男,湖北天门人,助理研究员,2006年、2009年于西北工业大学分别获得学士、硕士学位,主要从事光学元件检测方面的研究。E-mail:shizg@ciomp.ac.cn

    通讯作者: 隋永新, E-mail:suiyx@sklao.ac.cn
  • 中图分类号: TH744.3

摘要: 为了实现移相式菲索干涉仪对光学元件面形的高精度测量,建立了干涉仪同步采集移相系统,并对精确移相方法进行了研究。介绍了移相系统的构成和工作原理,计算了测量过程中移相器的速度。针对PZT移相器在移相过程中会引入离焦误差,并存在加速段和减速段的问题,详细设计了移相器的行进过程。最后,对移相器的性能进行了标定。在改造后的干涉仪上开展了重复性验证实验,结果表明:干涉仪可以获得/11 340的RMS测量重复性。对改造后干涉仪与Zygo公司生产的Verifire XP/D干涉仪的测量精度做了比对实验,结果显示:相同元件下两者测量结果的面形RMS之差约为0.9 nm,表明提出的移相系统及移相方法在重复性和准确度方面都能满足纳米级面形测量的要求,为研制高精度移相干涉仪奠定了基础。

English Abstract

苏志德, 史振广, 彭吉, 隋永新, 杨怀江. 菲索干涉仪中精确移相的实现[J]. 中国光学, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
引用本文: 苏志德, 史振广, 彭吉, 隋永新, 杨怀江. 菲索干涉仪中精确移相的实现[J]. 中国光学, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
SU Zhi-de, SHI Zhen-guang, PENG Ji, SUI Yong-xin, YANG Huai-jiang. Implementation of accurate phase shift in Fizeau interferometer[J]. Chinese Optics, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
Citation: SU Zhi-de, SHI Zhen-guang, PENG Ji, SUI Yong-xin, YANG Huai-jiang. Implementation of accurate phase shift in Fizeau interferometer[J]. Chinese Optics, 2013, 6(2): 244-250. doi: 10.3788/CO.20130602.0244
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回