一、Measurement of small vibration by laser interferometer（论文文献综述）
丁子婷[1]（2021）在《双频激光干涉仪测量系统的环境误差研究》文中进行了进一步梳理激光测量技术作为一种非接触式测量方式,广泛运用于精密检测、机床加工、装备测试等领域。其中双频激光干涉仪可以实现纳米甚至亚纳米精度测量,具有高分辨率、大量程、动态测速高等优点。由于双频激光干涉仪的测量基准为激光波长,波长在空气中传播时易受环境温度、压强、湿度波动的影响,这将降低干涉仪的测量精度。故本文以双频激光干涉仪测量系统为研究对象,开展了环境因素对测量系统影响的研究,主要研究内容如下:（1）基于干涉仪测量系统的基本位移测量原理,推导出在外界环境变化时,空气折射率与干涉仪位移测量值之间的关系。针对干涉仪测量系统的需求,详细分析了测量系统各模块的组成。包括完成激光光源模块的主要器件选型;光学平台的安装与调试,机械零部件的设计与受力仿真分析;信号处理模块的硬件功能架构与各板卡功能分析等。（2）根据测量系统的特点,分析系统中的主要环境误差来源。对其中几种重要误差进行仿真分析与重点评估,得出相应的优化方案。使用MATLAB软件完成环境参量对空气折射率影响的仿真分析;围绕光学元件受热产生的形变对测量系统的影响展开讨论;利用ANSYS软件对测量系统进行有限元分析,得出外界振动对测量系统的影响;对在不同光程长度的测量情况下,空气扰动对激光光束漂移量的影响进行研究,为后续实验提供了依据。（3）为了验证环境因素对位移测量的影响,搭建一套双频激光干涉仪测量平台,开展系统性能测试实验和环境补偿实验,并对实验结果与补偿效果做详细分析。采取隔离措施前的性能测试实验:干涉仪在光程长为40mm和30mm时的位移测量值的3σ分别为32.36nm和25.71nm,稳定性较差;采取隔离措施后的性能测试实验:干涉仪在光程长为40mm、30mm、18mm时测量的位移测量值的3s分别为30.25nm、14.58nm、4.85nm,系统稳定性增强。环境温度对测量系统影响的实验结果表明,当环境温度为23.91℃时,系统的位移测量误差为10.48nm,测量误差随着实际测量环境温度的升高而增大,与其大致呈线性关系。利用间接补偿法完成对测量系统的环境补偿,当光程为18mm时,补偿后的位移测量值的3s下降约2%;当光程为30mm时,在采用隔离措施前后两种情况下,补偿后得到位移测量值的3s均有下降;当增大采样时间后,补偿值与实际测量值的差值随时间变化有递增趋势,补偿效果会逐渐增强。
黄西瑞[2]（2021）在《外差激光干涉仪正交锁相技术研究》文中提出随着超精密加工、微电子技术、生物医学工程技术等技术的深入发展,对超精密型纳米检测提出了更高要求。在众多纳米测量技术中,由于外差激光干涉技术具有精度高、范围大和非接触测量等诸多优点,因此被广泛使用。对于产生的多普勒信号通常有两种解调方式:条纹计数法和相位法。条纹计数法的位移分辨率受波长约束,为λ/2,测量精度只能达到微米级别,而相位法可以突破λ/2的约束,达到纳米量级的检测精度。本论文采用正交锁相法对系统产生的多普勒信号进行解调,具体研究内容主要包括:1.详细介绍了激光多普勒测量原理和光学外差检测原理,对测量物体运动位移进行了理论分析和公式推导,提出了利用激光多普勒测量原理和光学外差检测原理实现运动物体位移测量的具体方案,包括系统光路、硬件电路和解调算法,设计了外差激光干涉测量系统。2.根据外差激光干涉测量系统光路部分输出的信号特征设计了一个以FPGA芯片为核心的硬件电路。系统光路输出的参考信号和被测信号光功率较小,信噪比低,首先对两路光信号进行转换放大处理,针对这部分设计了信号调理电路,并且引入合适的偏置电压以达到后续A/D模数转换电路的工作范围,模数转换后输出的数字信号传输至FPGA控制电路中进行解调,结果由串口通信模块发送给上位机,从而实现运动物体位移的测量。3.对四种相位解调算法进行了分析和研究,包括短时傅里叶变换法、希尔伯特变换法、正弦曲线拟合法和正交锁相法。对它们的原理进行了分析,对比其在多普勒信号解调时的优缺点,提出采用正交锁相法对信号进行解调,求解两路信号的相位差,可以有效抑制噪声,改善信噪比,并且能直接计算得到不同时刻的相位差,避免了分别计算两路信号初相位可能引入的额外误差。4.对外差激光干涉测量系统进行了仿真分析和实验验证。利用正交锁相法对压电陶瓷振荡器的运动进行了仿真,信噪比为6dB时,相位及位移的解调误差最大,分别为6.376°和13.726nm,并且对6dB信噪比进行了重复20次仿真验证,位移最小测量误差范围为7.732nm到19.058nm。搭建了全光纤外差式激光干涉测量系统进行实验验证,在不同驱动电压下,对压电陶瓷振荡器的运动位移进行测量,位移测量范围在4.152～14.009 μm之间实验测得最大解调相对误差仅为0.963%。
樊奕辰[3]（2020）在《液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究》文中提出同步辐射光束线已经从高能量分辨发展到超高能量分辨,从微米聚焦到纳米聚焦,光束线的稳定性成为先进性能光束线的关键需求。对于硬X射线光束线,双晶单色器是核心设备,分光晶体的角度稳定性直接影响了聚焦光斑的位置稳定性以及出射光的能量及通量稳定性。本文结合上海光源工程实际,以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器运动参量及稳定性测试方法,研究了单色器工作波长在线检测技术,主要工作内容包括:研究了双晶衍射的理论基础,分析了双晶衍射角宽度、积分反射率、能量分辨率及输出通量等参数,讨论了双晶单色器稳定性对出射光束位置稳定性及出射光通量稳定性的影响。对比研究同步辐射领域常用的运动参量高精度检测技术,发展了适用于双晶单色器转角位移及其它运动参量的高精度检测方法并进行误差分析,可实现纳米量级线性位移检测分辨率以及亚微弧度量级转角位移检测分辨率,能够满足上海光源单色器运动参量的测试需求。以上海光源工程实际为例,简述了单色器转角运动机构、高差补偿运动机构、双晶平行性、切换重复性及劳厄晶体平移长直线导轨运动性能的常规测试方法及评价标准。发展了基于双频激光干涉仪的非接触式绝对角度稳定性测量方法,测角分辨率可达31 nrad,能够满足亚微弧度量级的绝对稳定性测试需求。将该方案成功应用于上海光源17 U单色器的工程维护,根据测试结果排查出振动原因,采取了更新隔振垫及更换水循环机组等措施,优化后实测单色器液氮循环状态下的稳定性提升了一个量级。该方案能够直接测量反射镜面或抛光晶面的稳定性情况,可以实现单色器稳定性的原位监测。发展了基于光纤式法布里-珀罗激光干涉仪的单色器双晶相对稳定性测试方法,标称测角分辨率高达～10-2nrad,重复精度20nrad,且适用于液氮低温及高真空环境,完全满足单色器稳定性的测试需求。应用该方案对上海光源自主研发的液氮冷却双晶单色器进行了不同工况下的稳定性测试,通过激振实验确定了双晶单色器的固有频率;分别对比了布拉格角5～15°,液氮流量3 L/min～4 L/min,液氮循环机组泵频在22Hz～40Hz范围内双晶单色器的稳定性情况;通过频谱分析确定了影响单色器稳定性的原因,为单色器优化提供了依据;测试结果表明,优化后上海光源自主研发的双晶单色器液氮循环状态1～1000Hz的稳定性<180nrad,长期稳定性<0.9μrad/5h RMS,均优于上海光源二期快速X光成像线站对单色器稳定性的需求。研究了单色器波长检测技术,以上海光源硬X射线通用谱学线站为例,对其单色器的双晶失谐情况进行了模拟,讨论了单色器二晶失谐范围-15″～15″的情况下,出射光束能量带宽、出射通量、光斑位置及形状的变化情况。依托于上海光源X光学测试线站,对单色器双晶失谐情况进行了在线检测,实测结果与模拟分析匹配,为在线监测单色器稳定性对出射光束的影响奠定了基础。本文以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器晶体绝对角度稳定性及双晶相对角度稳定性测试方法,并有效应用于上海光源单色器稳定性不同工况下的离线测试。文中所研究的测试方案均能应用于单色器稳定性的原位测试,以期实现离、在线测试结果的结合,深入了解单色器稳定性与出射光性能稳定性的关系。本文研究的内容对单色器设计优化及同步辐射光束线性能提升具有重要意义。
于亮[4]（2020）在《基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法》文中认为借助纳米坐标测量机实现介观尺度的超精密测控是高端装备制造和半导体工业等精密工程中的重大需求,推动着纳米计量国际研究前沿迈向原子尺度、毫米以上测程和三维测量,促使超精密坐标测量技术成为了高端装备制造和精密计量领域的战略制高点之一,这对激光干涉测量技术提出了三自由度同步测量和测量精度突破纳米指向皮米量级的极限挑战。相比于传统的多光束三自由度激光干涉测量方法,单光束三自由度激光干涉测量方法具有系统架构简单、勿需多光束平行度极端调控等优点,有望在多自由度超精密同步测量领域发挥重要作用。然而,现有单光束方法存在测量分辨力受限、周期非线性、解耦非线性和角度量程小等亟待解决的问题,无法满足下一代制造与计量技术对多自由度超精密测量的需求。针对上述问题,本文提出一种基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法,以实现位移、偏摆角和俯仰角的超精密同步测量。针对该方法,建立基于全程光线追迹的单光束波前零差干涉条纹数学模型、提出三自由度线性解耦方法实现高分辨力测量、提出三自由度误差分析与处理方法进行原理误差校正与周期非线性误差抑制。本文围绕所涉及的科学问题和关键技术进行深入的理论和实验研究,在测量分辨力、周期非线性、解耦非线性、角度量程等关键技术指标上取得突破,为实现亚原子尺度的三自由度超精密测量提供新方法,为新一代原子尺度的纳米坐标测量机提供核心技术方案。论文的主要研究工作介绍如下:（1）为解决单光束波前干涉条纹数学模型有欠完备的问题,提出一种基于全程光线追迹的单光束波前零差干涉条纹数学模型,为本文测量方法提供了理论基础和数学工具。该条纹模型针对激光从光源出发经镜组直至产生波前零差干涉条纹的完整光学过程进行光线追迹,一方面建立了位移、偏摆角和俯仰角三自由度信号映射到干涉条纹图像的数学描述,将相关的光学与几何参数均纳入其中、更具完备性;另一方面,给出了三自由度信号到空间干涉条纹的相位、x轴和y轴频率三个参数的映射关系,形成了本文基于条纹图像进行三自由度干涉测量的光学原理。仿真分析了三自由度信号对空间干涉条纹的影响及其规律,分析并阐释了光斑分离游走现象的成因及影响,定量描述了高斯光束球面波前引起的干涉条纹畸变。分析和仿真结果表明,该条纹模型准确表达了光线传播过程中各种光学与几何参数的影响,可将条纹模型欠完备所导致的10-5量级位移原理误差和10-4量级角度原理误差分别修正至亚皮米和亚纳弧度量级。（2）为解决单光束多自由度解耦中的分辨力受限、解耦非线性和角度量程小等问题,提出一种基于空间干涉条纹图像的三自由度信号线性解耦方法,实现了三自由度信号的高分辨力线性解耦运算。依据本文测量方法的光学原理,将三个条纹参数分离成三个独立的自变量,推导出三自由度信号的线性解耦运算公式,形成了一种基于条纹图像的三自由度线性解耦方法;通过采用傅里叶变换结合非线性最小二乘拟合、多行平均和直流屏蔽进行二维条纹分析,实现了三自由度信号的高分辨力线性解耦;依据实测条纹图像构建了一个解析表达的条纹信号模型,并对该理想条纹进行仿真解耦测量,从而优化了解耦算法性能,使其满足本文的三自由度超精密测量需求。分析和仿真结果表明,与现有同类方法相比,本文方法的测量分辨力提高了一个数量级,角度量程提高了至少一个数量级,原理上消除了微弧度量级的解耦非线性误差。（3）为解决现有方法中三自由度误差分析与处理方法欠缺的问题,提出一种单光束三自由度误差分析与处理方法,实现了三自由度原理误差校正和周期非线性误差抑制。采用本文条纹模型和三自由度线性解耦方法,针对干涉条纹的产生及其解耦运算这一完整物理过程进行三自由度仿真测量。依据该仿真测量,一方面分析各自由度原理误差和三自由度耦合误差,给出其校正公式或补偿曲线,形成了一种三自由度原理误差分析与校正方法;另一方面,借助多重反射干涉背景图像分析三自由度周期非线性误差的来源、作用机理和变化规律,针对不同类型的背景图像提出相应的抑制方法,这形成了一种三自由度周期非线性误差分析与抑制方法。这些工作提供了一种三自由度误差分析与处理方法,有效地减小了本文测量方法的三自由度原理误差和周期非线性误差。分析和仿真结果表明,三自由度原理误差可校正至亚皮米和亚纳弧度量级,周期非线性误差的来源是多重反射、可被有效抑制。（4）采用10位工业相机实现了本文方法的实验装置和原理样机,验证了本文方法及其理论分析和仿真结果。其中,原理样机与PTB二维空间角度基准SAAC进行了比对校准,类似实验在国际上尚属首次。根据实验结果,装置的噪声优于5pm/（?）和5nrad/（?）（1 Hz以上频段）,分辨力优于80 pm和80 nrad,这基本达到了本文采用的10位工业相机所能达到的物理极限;三自由度周期非线性误差仅来源于多重反射,可从纳米和微弧度量级抑制到20 pm和0.2μrad以下;角度测量范围在距离为0.4 m处即超过1 mrad’1 mrad。上述关键技术指标均实现了突破,明显优于现有同类方法的研究成果、处于本领域国际前沿。另外,应用本文成果与PTB和德国公司合作研发了三自由度激光干涉仪和桌面式纳米坐标测量机的样机,目前在国际市场上尚无同等水平的纳米坐标测量机产品。
杨明[5]（2020）在《基于机器视觉的低频振动校准关键技术研究》文中指出随着振动测量精度要求的不断提高,对高精度振动校准的需求日益凸显。振动传感器为在线监测、优化控制与决策等提供振动测量数据。然而,受机械加工与长期使用导致的传感器材料老化等因素的影响,振动传感器的真实灵敏度与其标称灵敏度不一致,降低了测量数据的准确性与可靠性。因此,研究高精度的振动校准方法,保证测量数据的有效性,对于地震预警、桥梁与建筑结构测试、风力发电安全监测、机械故障辅助诊断等领域具有重要的理论意义和工程价值。本文在详细分析振动校准原理和机器视觉振动测量方法的基础上,针对现有校准方法对于低频振动激励加速度测量精度有限、低频振动传感器灵敏度校准精度较低、多轴向振动传感器校准效率不高及校准系统复杂等问题,主要进行了以下研究:1、提出基于机器视觉的单分量直线振动校准方法。采用可靠的摄像机标定方法、运动序列图像模糊边缘增强及亚像素边缘提取方法提高低频振动传感器的激励加速度测量精度,实现高精度的灵敏度幅值校准;同时利用机器视觉方法对直线振动激励发生装置的导轨弯曲进行校正,进一步提高灵敏度幅值校准精度;提出基于时空同步的灵敏度相位校准方法,利用零编码器实现振动传感器输出信号与机器视觉方法测量激励加速度信号的空间对齐,以高精度地校准灵敏度相位。提出的校准方法实现了较宽低频范围的灵敏度幅值与相位高精度校准,对较低频率的校准精度提升尤为明显。2、提出基于机器视觉的两分量直线振动校准方法。采用机器视觉方法对两分量振动台提供的激励位移进行解耦测量获得多轴向振动传感器的激励加速度及轨迹;构建面内灵敏度模型准确描述多轴向振动传感器的灵敏度,并提出基于椭圆轨迹激励加速度的面内灵敏度校准方法;结合时空同步技术,实现多轴向振动传感器的轴向灵敏度幅值与相位及横向灵敏度校准。实验结果表明提出的方法能够高效、准确地校准多轴向振动传感器的面内灵敏度。3、提出机器视觉直线振动校准虚拟溯源方法。通过计算机生成标准的正弦振动激励减少机器视觉方法的测量不确定度源;并对各不确定度源进行不确定度评定,建立机器视觉振动校准方法的量值溯源体系。该方法缩短了机器视觉方法的溯源误差链,实现了量值扁平化传递。4、提出改进的地球重力法,采用机器视觉方法测量地球重力场方向与旋转角度提高激励加速度测量精度,并结合时空同步技术实现地球重力法的灵敏度幅值与相位高精度校准;针对外差激光干涉法低频采集数据量大的问题,采用带通采样频率采集外差激光干涉信号,并给出了最佳采样频率计算方法,用于高精度的低频振动校准。在低频范围内,利用提出的机器视觉单分量、两分量直线振动校准方法与激光干涉法及地球重力法进行振动传感器校准实验比较。和传统的地球重力法相比,机器视觉方法提高了灵敏度相位校准精度,提升了校准频率范围的上限频率。与激光干涉法相比,机器视觉方法提高了较低频率的灵敏度幅值与相位校准精度,降低了多轴向振动传感器的校准系统复杂度与重复安装引入的不确定度。机器视觉校准方法具有低成本、灵活、宽低频范围内高精度校准等优势,可用于现场振动校准,具有重要的工程应用价值。
肖青伟[6]（2020）在《电容式超高周疲劳试验系统研究与开发》文中研究说明航空航天、国防军工等特殊应用环境对合金、非金属复合材料的疲劳寿命提出了很高要求,而超高周疲劳是材料失效的主要形式,为保障设备运行安全,材料投入使用前需通过超高周疲劳试验检验其疲劳性能。超高周疲劳试验持续时间长,如以20k Hz试验频率完成1010循环周次的试验需138小时,这对检测设备的长期稳定性提出了很高要求。传统超高周疲劳试验系统常用光纤测振仪测量被测材料试件高频谐振,然而由于激光光源长时间工作易发生老化导致输出光不稳定,从而导致振动位移的测量精度变差。针对上述问题,本文设计了一种基于调幅式电容原理的高动态、宽带宽超高周疲劳振动测量总体方案,发展了一种振动参数高精度测量方法,研制了用于对称拉压和三点弯曲试验的电容式超高周疲劳试验系统样机,并进行了标定、精度对比实验以及误差分析,主要研究内容如下:1、针对被测材料试件高频谐振长时间、高动态测量需求,设计了一种基于调幅式电容原理的超高周疲劳振动测量总体方案,以合金、碳纤维复合材料等导电性材料为动极板,高稳定性的电容传感器为固定极板,基于调幅式电容测量原理,测量电容变化量;根据电容变化量与振动位移间的映射关系,实现被测材料试件高频谐振位移的长时间、高稳定、高精度测量。2、针对FFT频谱法求解被测材料试件振动幅值时资源占用多、精度低的问题,发展了一种融合变采样率、自适应带通滤波、Hilbert变换的振动参数高精度测量方法,利用振动信号的单频特点,根据实时频率估计结果自适应改变采样率,实现自适应带通滤波器参数的“免调整”,进一步通过Hilbert变换实现振动幅值的精确估计。仿真结果表明该方法占用资源少,幅值估计相对误差小于0.06‰。3、设计了超高周疲劳电容传感器,针对电容间隙测量的非线性特点,设计了传感器标定装置,建立了振动位移的分段多项式标定模型,实现了高精度标定。设计了以FPGA为核心的硬件处理电路,开发了基于Qt平台的上位机软件,实现了数据实时采集、处理、传输以及数据存储显示、系统参数配置等功能。4、通过建模和实验测试分析了对称拉压试验和三点弯曲试验中影响系统振动幅值测量精度的因素,并构建了误差补偿模型。研制了电容式超高周疲劳试验系统样机,进行了系统精度对比实验,结果表明,当振动频率为20 kHz时,系统在50～70μm幅值测量范围内的绝对误差不超过±0.17μm。
余家华[7]（2020）在《穆勒矩阵椭偏仪残余应力检测分析方法的研究》文中研究表明各种透明的非晶及晶体材料由于其优异的光电及机械性能分别被广泛运用于精密光学检测系统和半导体集成电路等领域。残余应力会影响器件的性能及成品率,特别是随着集成度越来越高,材料尺寸越来越大,厚度越来越薄,应力集中的现象更普遍,材料破损的代价也越来越高,微小应力的影响更突出。因此,微小残余应力的检测对工艺优化、降低材料破损成本具有重要意义。但目前对微小残余应力的检测,缺少一种分辨力足够高且测量深度足够大的手段。穆勒矩阵椭偏仪是一种对材料特性很敏感的仪器。针对退火、抛光的透明样件内部的微小残余应力,本文研究了穆勒矩阵椭偏仪在透射模式下,实现残余应力检测和分析的方法。主要开展了以下工作:1)研究了穆勒矩阵椭偏仪测量残余应力的原理并建立了穆勒矩阵椭偏仪残余应力测量的方法及步骤,提出以应力‐光学定律为依据,通过样件椭偏光谱中心波长下的相位差计算被测点的残余应力。2)讨论并确立了穆勒矩阵椭偏仪透射模式下进行残余应力测量时被测样件以及样品台需要满足的条件,并以1/4波片为相位差标样、以空气为残余应力标样,初步验证穆勒矩阵椭偏仪测量相位差和残余应力的准确性。3)探究了影响椭偏仪残余应力测量的主要因素,并以双频激光干涉仪作为对比手段,比较分析了穆勒矩阵椭偏仪测量石英玻璃应力双折射相位差的测量结果,证明了穆勒矩阵椭偏仪残余应力测量的准确性。4)测量了各向同性玻璃的残余应力分布,通过径向加压法验证了椭偏仪测量各向异性蓝宝石残余应力的准确性并测量分析测试区域内的残余应力分布规律。结果发现:玻璃样品的应力呈现以圆心对称的直线分布,且中心几乎为0;在径向加压状态下,蓝宝石中心点处的相位差随着该点的主应力差增大而线性增大,且在径向压力所在的直径方向上各点相位差的绝对值随着主应力差的增大而增大,并呈二次曲线变化,在与之垂直的直径方向上的各点相位差的绝对值随着主应力差的增大而减小,也呈二次曲边线规律变化,与径向加压的理论相符;抛光蓝宝石在测试区域的残余应力分布均为压应力且分布较为均匀。实验证明,穆勒矩阵椭偏仪的残余应力分辨率达到1.79MPa/0.1°。
谷容睿[8]（2020）在《基于涡旋光的高分辨力干涉测量系统设计与研究》文中研究指明精密工程及制造产业的发展使测量需求向大量程、高精度方向发展,为满足高分辨力实时测量要求,突破传统激光干涉仪非线性误差对测量精度的制约,本文基于经典干涉结构设计了一种高精度涡旋光位移测量系统,搭建共轭涡旋光干涉仪并对其信号处理方法进行研究。涡旋光自旋角动量和轨道角动量在光镊技术中的运用是近年来的研究热点,本文利用其特殊螺旋相位分布,搭建结构紧凑的共轭拉盖尔高斯光束干涉光路,将被测直线位移量转化为干涉图案旋转角度量,其干涉图案旋转方向由被测位移方向决定。通过图像识别和处理对这种特殊的圆周均匀排列花瓣状干涉图案进行高精度定位和旋转角度测量,避免传统激光干涉仪正交信号处理中高倍相位细分引入的非线性误差及细分有效倍数的限制。基于Lab VIEW设计实时图像采集与数据处理系统,使用光电检测电路对干涉图案旋转周数计数,将软件细分方法（高分辨力图像处理）与硬件检测方法相结合以实现高速测量的工程化解决方案。这种对干涉条纹形位特征进行位姿识别的信号处理方式十分敏感,原理上干涉图案旋转1°对应被测位移0.88nm,实验证明未进行误差补偿的普通实验室条件下分辨力可达0.5nm。此外,基于图像处理结果提出对干涉光束质量、干涉系统稳定性和重复性的量化评定方法,对系统性能分析、误差评定有重要作用。这种共轭涡旋光干涉结构从原理上提升位移测量分辨力,能够通过使用更高拓扑荷数涡旋光进一步提升测量精度,在精密干涉测量领域有巨大的发展潜力。
李雅婷[9]（2019）在《调频连续波激光测距的目标振动漂移误差补偿研究》文中认为激光测距技术,由于其具有高精度、高分辨力等优点,是大尺寸高精度测量领域的主要方法。而调频连续波激光测距技术作为一种可实现无合作目标测距且测量精度较高的测距方式,越来越受到人们的关注。该技术通过发射信号与经目标反射回的信号形成稳定的拍频来解算目标距离。本文针对调频连续波激光测距系统的关键技术进行了研究,主要研究内容如下:1.深入分析了调频连续波激光测距技术的基本原理,分析了影响测距精度及分辨力的主要因素,并提出了相应解决措施。此外,针对实验中使用的延迟光纤进行了长度标定,对比了两种光纤标定方法,根据实验得出了基于HCN气体吸收池的光纤长度标定方法的测量结果精密度更高。2.建立了目标振动对调频连续波激光测距系统的影响模型,提出了基于三角波扫频方式的目标振动漂移误差补偿方案,实验表明,该方法在低频率（<6Hz）和低平均速度（<240μm/s）下,振动误差补偿效果较好。相比较于振动误差补偿前,测量标准差最大可降低至原来的1/65。此外,该方案也可用来测量目标的速度,在获得距离信息的同时获得目标的速度信息,在实验室环境下,测得目标的振动速度的平均数值为5.09μm/s。3.在深入研究上述方案的基础上,提出了基于四波混频效应的目标振动漂移误差补偿方案。仿真结果表明,在测量距离为5 m,目标以2 Hz的频率作幅度为100μm的正弦振动时,测量标准差由振动补偿前的1.062 mm降低至补偿后的29μm,最大测量误差小于60μm。测距精度相比补偿前有明显提升。
王冬[10]（2019）在《基于拍频F-P干涉法的激光干涉仪非线性误差测量研究》文中指出近年来,纳米级的超精密加工,芯片制造等高新技术领域发展迅速,微小位移的测量与计量也显得越来越重要。激光干涉仪作为位移测量与计量领域中重要的器具,应用广泛,其测量精度也正向亚纳米乃至皮米量级提升,但因实际应用过程中往往受到多种因素的影响,会产生一系列的误差,其中以周期性的非线性误差对激光干涉仪测量结果的影响最为显着,非线性误差的存在限制了激光干涉仪在工业应用的进一步发展。因此,对激光干涉仪的误差,特别是周期非线性误差进行测量分析,完善微小位移计量的溯源体系就显得格外重要且迫切。本文通过对拍频F-P干涉法的改进结合离散傅里叶变换,实现了高精度、可溯源、能获取非线性误差总量和各阶次分量的误差测量,搭建了实验装置对商用激光干涉仪的非线性误差进行测量验证,并对测量结果进行了分析。主要研究工作如下:（1）总结了国内外激光干涉仪非线性误差测量现有研究方法的特点与存在的不足,采用了基于拍频法-珀干涉法的非线性误差测量方法。针对激光干涉仪的工作原理,推导了偏振混叠和频率混叠现象引起激光干涉仪产生周期非线性误差的原理,给出了与波长相关随被测位移变化的非线性误差数学表达式;（2）对拍频法-珀干涉法的测量原理进行分析介绍,推导位移量与拍频信号变化量之间的关系式,表明误差测量结果可直接溯源至时间频率的优点。针对传统对比比较法只能获取误差总量的不足,采用了离散傅里叶变换对拍频法-珀干涉法测得的误差数据进行处理,分离得到非线性误差一阶和二阶分量的相位与幅值。（3）设计并搭建了基于拍频法-珀干涉法的激光干涉仪非线性误差测量装置,针对当前在测量范围和测量精度方面存在的局限,改进了系统的光路设计,采用广义非线性Preisach模型优化了频率调制的控制算法,提高了系统的测量效率和精度。（4）通过不同实验分析验证本文所设计的测量装置的系统性能,分别对测量装置的各模块性能进行实验验证,并利用该装置对商用激光干涉仪进行非线性误差测量,分析了测量结果的不确定度,扩展不确定度优于0.3 nm,表明该方案可以对激光干涉仪的非线性误差进行有效的测量且实现了测量结果的溯源。
二、Measurement of small vibration by laser interferometer（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Measurement of small vibration by laser interferometer（论文提纲范文）
（1）双频激光干涉仪测量系统的环境误差研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景与意义 |
| §1.2 双频激光干涉仪测量系统的研究现状与发展 |
| §1.2.1 双频激光干涉仪的发展 |
| §1.2.2 干涉仪测量系统中环境误差的补偿方法研究现状 |
| §1.3 课题研究内容 |
| 第二章 双频激光干涉仪测量系统原理与实现 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 测量系统的基本原理 |
| §2.2.1 光的干涉 |
| §2.2.2 光外差检测理论 |
| §2.2.3 多普勒频移分析法 |
| §2.3 干涉仪位移测量误差模型 |
| §2.4 位移测量系统组成 |
| §2.5 激光光源模块 |
| §2.5.1 激光器的选择 |
| §2.5.2 分频模块的选型 |
| §2.6 光学平台模块 |
| §2.6.1 光学零件的选取与设计 |
| §2.6.2 光路调试与平台安装 |
| §2.6.3 重要零部件的静应力分析 |
| §2.7 信号处理模块 |
| §2.8 本章小结 |
| 第三章 测量系统环境误差分析与仿真 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 测量系统环境误差来源分析 |
| §3.3 空气折射率的变化 |
| §3.3.1 温度对空气折射率的影响 |
| §3.3.2 大气压强对空气折射率的影响 |
| §3.3.3 湿度对空气折射率的影响 |
| §3.3.4 多变量对空气折射率的影响 |
| §3.4 热膨胀误差 |
| §3.5 外界振动 |
| §3.5.1 模态分析 |
| §3.5.2 谐响应分析 |
| §3.6 空气扰动影响 |
| §3.7 本章小结 |
| 第四章 实验结果与分析 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 实验平台搭建 |
| §4.3 性能测试实验 |
| §4.3.1 稳定性测试 |
| §4.3.2 分辨力测试 |
| §4.4 环境补偿实验 |
| §4.4.1 压控测试实验 |
| §4.4.2 温度测试与补偿实验 |
| §4.4.3 环境误差补偿对比实验 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| §5.1 总结 |
| §5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 |
（2）外差激光干涉仪正交锁相技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 外差激光干涉仪国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 相位解调方法国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与结构安排 |
| 2 外差激光干涉仪正交锁相系统总体方案设计 |
| 2.1 激光多普勒测量原理 |
| 2.2 光学外差检测技术 |
| 2.3 外差激光干涉测量系统原理及光路设计 |
| 2.3.1 外差激光干涉测量系统原理 |
| 2.3.2 外差激光干涉测量系统光路设计 |
| 2.4 外差激光干涉测量系统总体方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 外差激光干涉仪正交锁相系统硬件电路设计 |
| 3.1 硬件电路系统设计 |
| 3.2 电源电路设计 |
| 3.3 信号调理电路设计 |
| 3.3.1 放大电路设计 |
| 3.3.2 直流偏置补偿电路设计 |
| 3.4 高速A/D转换电路设计 |
| 3.4.1 A/D转换芯片关键参数 |
| 3.4.2 A/D转换芯片的选型及电路设计 |
| 3.4.3 A/D转换电路采样时序分析 |
| 3.5 FPGA控制模块电路设计 |
| 3.5.1 处理器芯片选型 |
| 3.5.2 FPGA芯片管脚配置 |
| 3.5.3 FPGA芯片外部电路设计 |
| 3.6 相位解调系统PCB电路板 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 激光多普勒相位解调算法研究 |
| 4.1 短时傅里叶变换 |
| 4.2 希尔伯特变换 |
| 4.3 正弦曲线拟合 |
| 4.4 正交锁相法 |
| 4.5 四种解调算法比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 外差激光干涉仪正交锁相测量系统实验研究 |
| 5.1 正交锁相法仿真分析 |
| 5.2 外差激光干涉系统器件选型 |
| 5.2.1 激光光源 |
| 5.2.2 声光移频器 |
| 5.2.3 光纤环行器 |
| 5.2.4 光纤隔离器 |
| 5.2.5 其他光纤器件 |
| 5.3 系统实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 同步辐射简介 |
| 1.1.1 同步辐射装置的特性及发展 |
| 1.1.2 同步辐射光束线概述 |
| 1.1.3 上海光源简介及束线建设需求 |
| 1.2 同步辐射束线光学 |
| 1.2.1 同步辐射聚焦光学 |
| 1.2.2 同步辐射单色器 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 双晶单色器物理及组成 |
| 2.1 晶体衍射运动学理论 |
| 2.1.1 晶体的点阵结构 |
| 2.1.2 劳厄衍射与布拉格衍射 |
| 2.1.3 晶体衍射基本参数 |
| 2.2 (+n,-n)消色散型双晶单色器 |
| 2.3 双晶稳定性对出射光束的影响 |
| 2.4 双晶单色器稳定性研究现状 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 运动参量的高精度检测方法及误差分析 |
| 3.1 运动参量的高精度检测技术 |
| 3.2 单色器转角位移的高精度检测技术 |
| 3.2.1 晶体绝对稳定性测试方案 |
| 3.2.2 双晶相对稳定性测试方案 |
| 3.3 双晶单色器主要运动参量的测试 |
| 3.3.1 单色器转角机构运动性能测试 |
| 3.3.2 单色器高差补偿机构运动性能测试 |
| 3.3.3 单色器双轴转动同步精度测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 液氮冷却双晶单色器稳定性测试 |
| 4.1 稳定性分析算法基础 |
| 4.2 晶体绝对稳定性测试 |
| 4.2.1 实验平台搭建 |
| 4.2.2 测试系统的误差分析 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 双晶相对稳定性测试 |
| 4.3.1 实验设置 |
| 4.3.2 测试系统的误差分析 |
| 4.3.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 单色器工作波长检测技术的研究 |
| 5.1 衍射光束特性的表征方法 |
| 5.2 光束带宽测量的DuMond图解 |
| 5.3 单色器双晶失谐的模拟分析 |
| 5.4 双晶失谐的在线检测 |
| 5.5 单色器双晶失谐过程的高分辨检测 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 三自由度激光干涉测量方法的研究现状 |
| 1.2.1 平行光束干涉测量方法 |
| 1.2.2 差分波前干涉测量方法 |
| 1.2.3 改进型泰曼-格林干涉测量方法 |
| 1.3 本领域的主要科学问题和关键技术问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 单光束波前零差干涉原理及其条纹数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单光束波前零差干涉测量原理 |
| 2.3 基于平面波的干涉条纹模型及分析 |
| 2.3.1 二维平面内的干涉条纹建模 |
| 2.3.2 平面波模型下的原理误差分析 |
| 2.3.3 三维空间中的干涉条纹建模和条纹特性分析 |
| 2.4 基于高斯光束的干涉条纹建模和条纹特性分析 |
| 2.4.1 高斯光束干涉条纹建模 |
| 2.4.2 干涉条纹特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 空间干涉条纹信号解耦方法及算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 信号解耦方法及算法的提出和优化 |
| 3.2.1 三自由度线性解耦方法 |
| 3.2.2 干涉条纹信号的解析表达 |
| 3.2.3 信号处理算法基本原理 |
| 3.2.4 三点抛物线拟合算法及分析 |
| 3.2.5 多点高斯拟合算法及分析 |
| 3.3 解耦算法频率(角度)计算特性分析 |
| 3.3.1 频率(角度)计算分辨力 |
| 3.3.2 频率(角度)计算范围与精度 |
| 3.4 解耦算法相位(位移)计算特性分析 |
| 3.4.1 相位(位移)计算分辨力 |
| 3.4.2 相位(位移)计算精度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单光束波前干涉三自由度误差分析与处理方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量范围分析与优化 |
| 4.2.1 角度测量范围的基本限制 |
| 4.2.2 角度测量范围 |
| 4.2.3 位移测量范围 |
| 4.3 单个自由度的原理误差 |
| 4.3.1 角度原理误差 |
| 4.3.2 角度比例因子误差及其校正 |
| 4.3.3 位移原理误差及其校正 |
| 4.4 三个自由度之间的耦合误差 |
| 4.4.1 角度之间的耦合误差 |
| 4.4.2 角度与位移之间的耦合误差 |
| 4.5 系统测量分辨力 |
| 4.6 周期非线性误差分析与抑制 |
| 4.6.1 周期非线性误差源分析 |
| 4.6.2 条纹状背景图像及其抑制 |
| 4.6.3 同心环状背景图像及其抑制 |
| 4.6.4 周期非线性误差的定量分析 |
| 4.6.5 周期非线性误差的频谱分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 实验与结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 噪声与分辨力测试 |
| 5.2.1 噪声水平测试 |
| 5.2.2 台阶分辨力测试 |
| 5.3 稳定性测试 |
| 5.4 周期非线性误差实验 |
| 5.4.1 典型的周期非线性 |
| 5.4.2 周期非线性误差的提取 |
| 5.4.3 周期非线性误差的抑制 |
| 5.4.4 角度变化引入的周期非线性 |
| 5.5 二维空间角度校准实验 |
| 5.5.1 原理样机校准实验装置 |
| 5.5.2 角度比例因子修正 |
| 5.5.3 二维空间角度的周期非线性 |
| 5.6 成果转化应用实例 |
| 5.6.1 三自由度干涉仪演示样机 |
| 5.6.2 桌面式纳米坐标测量机原型机 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于机器视觉的低频振动校准关键技术研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 振动校准方法研究现状 |
| 1.2.1 振动传感器校准 |
| 1.2.2 激光干涉法研究现状 |
| 1.2.3 地球重力法研究现状 |
| 1.2.4 基于机器视觉的振动测量研究现状 |
| 1.3 研究意义与主要研究内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 基于机器视觉的单分量直线振动校准方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于机器视觉的单分量直线振动校准系统 |
| 2.3 基于机器视觉的振动传感器灵敏度幅值校准 |
| 2.3.1 高精度摄像机标定 |
| 2.3.2 序列图像的直线运动特征高精度提取方法 |
| 2.3.3 振动传感器的激励加速度测量 |
| 2.3.4 振动台导轨弯曲校正 |
| 2.4 基于机器视觉的振动传感器灵敏度相位校准 |
| 2.4.1 振动传感器灵敏度相位校准系统 |
| 2.4.2 振动传感器灵敏度相位校准方法 |
| 2.5 基于机器视觉的振动传感器频率特性校准 |
| 2.6 基于机器视觉的单分量直线振动校准实验与对比分析 |
| 2.6.1 基于机器视觉的激励加速度测量结果 |
| 2.6.2 灵敏度幅值与频率特性校准结果 |
| 2.6.3 基于机器视觉的单分量直线振动校准不确定度 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 基于机器视觉的两分量直线振动校准方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振动传感器的面内灵敏度模型 |
| 3.3 基于机器视觉的两分量直线振动校准系统及加速度解耦测量 |
| 3.3.1 基于机器视觉的多轴向振动传感器校准系统 |
| 3.3.2 基于机器视觉的平面运动解耦测量方法 |
| 3.3.3 两分量直线振动激励加速度轨迹 |
| 3.4 基于椭圆轨迹激励加速度的多轴向振动传感器校准 |
| 3.4.1 轴向灵敏度幅值与相位校准 |
| 3.4.2 横向灵敏度幅值及方向校准 |
| 3.5 多轴向振动传感器校准实验与分析 |
| 3.5.1 三轴向振动传感器校准结果 |
| 3.5.2 基于机器视觉的两分量直线振动校准不确定度 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 机器视觉直线振动校准虚拟溯源方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于机器视觉的虚拟溯源系统搭建 |
| 4.3 基于机器视觉的虚拟直线振动测量 |
| 4.3.1 虚拟直线振动位移与特定位置相位 |
| 4.3.2 实验验证与分析 |
| 4.4 不确定度评估 |
| 4.4.1 不确定度模型 |
| 4.4.2 不确定度源及对应的不确定度 |
| 4.4.3 合成与扩展不确定度 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于机器视觉的旋转振动校准方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于机器视觉的旋转振动校准系统 |
| 5.3 基于地球重力法的灵敏度幅值校准 |
| 5.3.1 灵敏度幅值静态校准 |
| 5.3.2 灵敏度幅值动态校准 |
| 5.4 基于机器视觉地球重力法的灵敏度相位校准 |
| 5.4.1 地球重力场定向 |
| 5.4.2 激励加速度测量 |
| 5.4.3 灵敏度相位校准 |
| 5.5 基于MVEG方法的振动传感器校准对比实验与分析 |
| 5.5.1 灵敏度幅值与相位校准结果 |
| 5.5.2 基于机器视觉的旋转振动校准不确定度 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 基于带通采样的外差激光干涉法绝对振动校准 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 外差激光干涉法绝对振动校准原理 |
| 6.3 基于带通采样的外差激光干涉法激励加速度测量 |
| 6.3.1 外差激光干涉信号的最佳采样频率 |
| 6.3.2 相位展开正弦逼近法解调激光干涉信号 |
| 6.4 基于外差激光干涉法的振动传感器校准 |
| 6.4.1 单轴向振动传感器校准 |
| 6.4.2 三轴向振动传感器校准 |
| 6.5 对比实验验证与分析 |
| 6.5.1 单轴向振动传感器校准结果 |
| 6.5.2 三轴向振动传感器校准结果 |
| 6.6 激光干涉法与机器视觉法振动校准的比较 |
| 6.6.1 校准系统与校准能力 |
| 6.6.2 校准频率与校准精度 |
| 6.6.3 量值溯源 |
| 6.7 小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新性工作 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 博士期间发表的学术成果及参加的科研项目 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（6）电容式超高周疲劳试验系统研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超高周疲劳试验系统国内外研究现状 |
| 1.3 振动测量技术概述 |
| 1.4 主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 电容式超高周疲劳试验系统整体方案设计 |
| 2.1 超高周疲劳试验需求分析 |
| 2.2 超高周疲劳振动测量方案对比 |
| 2.2.1 应变片法 |
| 2.2.2 光纤测振法 |
| 2.2.3 电容测振法 |
| 2.3 系统方案设计 |
| 2.3.1 超声疲劳试验机 |
| 2.3.2 传感器与测量电路 |
| 2.3.3 振动数据处理模块 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电容传感器的设计与标定 |
| 3.1 超高周疲劳电容传感器设计 |
| 3.1.1 芯极 |
| 3.1.2 等位环 |
| 3.1.3 外屏蔽层 |
| 3.1.4 传感器的电磁场仿真 |
| 3.2 传感器标定方法 |
| 3.2.1 标定装置设计 |
| 3.2.2 标定曲线的分段多项式拟合 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 振动参数测量方法及FPGA实现 |
| 4.1 基于频率估计算法的振动频率求解 |
| 4.1.1 算法描述及实现 |
| 4.1.2 频率求解方案比较 |
| 4.2 频率自适应带通滤波 |
| 4.3 基于Hilbert变换的振动幅值求解 |
| 4.3.1 数字包络检波器的设计及实现 |
| 4.3.2 幅值求解方案比较 |
| 4.4 平滑滤波与降采样 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 振动数据处理模块的硬件和软件设计 |
| 5.1 硬件电路设计 |
| 5.2 控制程序设计 |
| 5.2.1 基于FPGA的控制程序 |
| 5.2.2 USB固件 |
| 5.2.3 基于FPGA的地址编码方法 |
| 5.3 上位机软件设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统研制及实验结果分析 |
| 6.1 系统测量误差分析 |
| 6.1.1 线性度拟合 |
| 6.1.2 系统本底噪声 |
| 6.1.3 系统温度变化 |
| 6.1.4 试件的三点弯曲 |
| 6.1.5 系统总体测量误差 |
| 6.2 电容式超高周疲劳试验系统研制 |
| 6.3 系统测量精度对比实验 |
| 6.3.1 方案设计 |
| 6.3.2 实验及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）穆勒矩阵椭偏仪残余应力检测分析方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景及意义 |
| 1.3 透明样件残余应力检测方法研究现状 |
| 1.3.1 有损检测方法研究现状 |
| 1.3.2 无损检测方法研究现状 |
| 1.4 课题主要研究工作 |
| 第2章 椭偏仪残余应力测量的理论基础 |
| 2.1 偏振光与马吕斯定律 |
| 2.2 光的双折射效应 |
| 2.3 应力-光学定律 |
| 2.4 椭偏仪测量原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 椭偏仪残余应力测量方法 |
| 3.1 双旋转补偿器型穆勒矩阵椭偏仪介绍 |
| 3.2 椭偏仪残余应力测量原理 |
| 3.3 椭偏仪残余应力透射测量的条件 |
| 3.3.1 样品台需要具备的条件 |
| 3.3.2 样件需要具备的条件 |
| 3.4 椭偏仪残余应力测量步骤 |
| 3.5 标样验证实验 |
| 3.5.1 相位差标样验证实验 |
| 3.5.2 应力标样验证实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 各向同性玻璃的残余应力测量 |
| 4.1 椭偏仪玻璃残余应力测量的影响因素 |
| 4.1.1 测量点定位孔的孔径大小对测量结果的影响探究 |
| 4.1.2 测量方位角对测量结果的影响探究 |
| 4.2 玻璃残余应力椭偏仪&双频激光干涉仪对比测量 |
| 4.2.1 样品信息及测量方案 |
| 4.2.2 测量结果对比及误差分析 |
| 4.3 石英玻璃残余应力平面分布分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 各向异性蓝宝石的残余应力测量 |
| 5.1 蓝宝石的结构和性质 |
| 5.2 蓝宝石中心径向加压实验 |
| 5.2.1 径向加压装置的结构设计 |
| 5.2.2 蓝宝石径向加压测量 |
| 5.3 蓝宝石衬底残余应力测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 创新之处 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于涡旋光的高分辨力干涉测量系统设计与研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光干涉测量技术研究现状 |
| 1.2 单频激光干涉结构 |
| 1.2.1 双频激光干涉结构 |
| 1.2.2 其他典型激光干涉结构 |
| 1.3 有关干涉测量信号处理方法的研究 |
| 1.3.1 非线性误差补偿算法 |
| 1.3.2 干涉信号解调与细分 |
| 1.4 涡旋光束轨道角动量研究发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 涡旋光束特性分析 |
| 2.1 涡旋光特殊相位分布 |
| 2.2 常见涡旋光束 |
| 2.2.1 Laguerre-Gauss光束 |
| 2.2.2 Bessel光束及超几何模式、超几何高斯模式 |
| 2.3 涡旋光制备方法选择 |
| 2.3.1 螺旋相位板 |
| 2.3.2 模式转换与几何相位 |
| 2.3.3 全息相位图及空间光调制器 |
| 2.3.4 Sagnac干涉仪 |
| 2.4 涡旋光检测 |
| 2.4.1 涡旋光检测国内外研究现状 |
| 2.4.2 基于涡旋光的Mach–Zehnder干涉仪 |
| 2.4.3 涡旋光与平面波、球面波干涉 |
| 第三章 测量系统设计 |
| 3.1 干涉原理与仿真 |
| 3.2 共轭涡旋光束制备方法选择 |
| 3.3 光路设计 |
| 3.3.1 光源与光学器件选取 |
| 3.3.2 干涉光路结构设计 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 第四章 测量信号处理系统设计 |
| 4.1 图像处理 |
| 4.1.1 图像处理流程 |
| 4.1.2 软件处理结果 |
| 4.1.3 基于图像处理的干涉系统量化评定 |
| 4.2 高速信号处理方案设计 |
| 4.3 相位调制 |
| 第五章 系统测量性能分析 |
| 5.1 测量实验系统 |
| 5.1.1 测量比对实验结构 |
| 5.1.2 测试结果 |
| 5.2 测量不确定度分析 |
| 5.2.1 误差源分析 |
| 5.2.2 测量不确定度评定方法 |
| 第六章 总结与展望 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 参考文献 |
（9）调频连续波激光测距的目标振动漂移误差补偿研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 调频连续波激光测距技术研究概况 |
| 1.2.1 调频连续波激光测距技术国外研究概况 |
| 1.2.2 调频连续波激光测距技术国内研究概况 |
| 1.3 课题来源和主要研究内容 |
| 第2章 调频连续波激光测距技术的基本原理 |
| 2.1 调频连续波激光测距技术的原理分析 |
| 2.2 调频连续波激光测距系统测距精度的主要影响因素 |
| 2.2.1 调频非线性对调频连续波激光测距精度的影响 |
| 2.2.2 扫描带宽对调频连续波激光测距精度的影响 |
| 2.3 F域等光频间隔重采样 |
| 2.3.1 原理分析 |
| 2.3.2 激光干涉仪的重复性实验 |
| 2.3.3 等光频间隔重采样实验 |
| 2.4 校正路长度标定 |
| 2.4.1 原理分析 |
| 2.4.2 校正路长度标定实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于三角波扫频方式的目标振动漂移误差补偿 |
| 3.1 目标振动对调频连续波激光测距的影响 |
| 3.2 基于三角波扫频方式的目标振动误差补偿原理 |
| 3.3 有源环境下目标振动误差补偿实验 |
| 3.4 实验室环境下目标振动误差补偿实验 |
| 3.5 实验室环境下目标振动速度测量实验 |
| 3.6 不确定度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于四波混频效应的目标振动漂移误差补偿 |
| 4.1 四波混频效应 |
| 4.2 基于四波混频效应的目标振动误差补偿原理 |
| 4.3 仿真结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）基于拍频F-P干涉法的激光干涉仪非线性误差测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的与意义 |
| 1.2 激光干涉仪非线性误差的研究现状 |
| 1.2.1 非线性误差影响因素的研究 |
| 1.2.2 减小非线性误差的研究进展 |
| 1.3 非线性误差测量方法的研究现状 |
| 1.3.1 双相位测量法 |
| 1.3.2 椭圆拟合法 |
| 1.3.3 频谱分析法 |
| 1.3.4 对比比较法 |
| 1.4 拍频F-P干涉法的相关研究进展 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 第2章 激光干涉仪非线性误差的形成及模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光干涉仪的工作原理 |
| 2.2.1 单频激光干涉仪 |
| 2.2.2 双频激光干涉仪 |
| 2.3 影响激光干涉仪测量结果的主要误差源 |
| 2.3.1 几何误差 |
| 2.3.2 随机误差 |
| 2.3.3 非线性误差 |
| 2.4 非线性误差的数学模型 |
| 2.4.1 偏振混叠 |
| 2.4.2 频率混叠 |
| 2.4.3 非线性误差的数学表达 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于拍频F-P干涉法的非线性误差测量原理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拍频F-P干涉原理 |
| 3.3 基于拍频F-P干涉法的非线性误差测量方法 |
| 3.3.1 拍频F-P干涉法测量微小位移 |
| 3.3.2 采用离散傅里叶变换处理误差数据 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非线性误差测量系统的设计与搭建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 总体设计方案 |
| 4.3 硬件设计 |
| 4.3.1 位移驱动模块 |
| 4.3.2 频率调制模块 |
| 4.3.3 数据采集模块 |
| 4.4 软件设计 |
| 4.4.1 位移驱动及控制 |
| 4.4.2 频率调制 |
| 4.4.3 信号处理 |
| 4.4.4 结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验及结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测量系统性能实验 |
| 5.2.1 位移台稳定性实验 |
| 5.2.2 光强信号的半高宽实验 |
| 5.2.3 拍频信号的频率稳定性实验 |
| 5.3 非线性误差测量实验及结果分析 |
| 5.3.1 实验一20nm步进,64 采样点 |
| 5.3.2 实验二20nm步进,128 采样点 |
| 5.3.3 实验三10nm步进,256 采样点 |
| 5.3.4 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 创新点说明 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、Measurement of small vibration by laser interferometer（论文参考文献）
- [1]双频激光干涉仪测量系统的环境误差研究[D]. 丁子婷. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [2]外差激光干涉仪正交锁相技术研究[D]. 黄西瑞. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究[D]. 樊奕辰. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [4]基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法[D]. 于亮. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]基于机器视觉的低频振动校准关键技术研究[D]. 杨明. 北京化工大学, 2020(01)
- [6]电容式超高周疲劳试验系统研究与开发[D]. 肖青伟. 天津大学, 2020(02)
- [7]穆勒矩阵椭偏仪残余应力检测分析方法的研究[D]. 余家华. 华侨大学, 2020
- [8]基于涡旋光的高分辨力干涉测量系统设计与研究[D]. 谷容睿. 合肥工业大学, 2020(02)
- [9]调频连续波激光测距的目标振动漂移误差补偿研究[D]. 李雅婷. 天津大学, 2019(01)
- [10]基于拍频F-P干涉法的激光干涉仪非线性误差测量研究[D]. 王冬. 天津大学, 2019(01)