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光学内反射法小角度精密测量技术的研究

张文晔

   液晶光学相阵列的光束偏转特性是评价其光学特性的一项重要指标,而光束偏转角是直接评价这一特性的物理参数。由于该光束偏转角一般比较小,大概在2~3°,要求实现高的分辨力和定位精度,因此迫切需要研究一套高精度的光学小角度测量技术与系统。本课题正是顺应这种需要而开展的。 光学内反射法测量光束微小偏转角是一种高精度的测角方法,它主要是利用光束在发生全反射时反射光中的s光和p光产生的相位差不同这一特点进行测角的。s光与p光的相对相位差是入射角的函数,当入射角在临界角附近变化时,相对相位差会随着入射角高灵敏度变化。本文正是基于这一原理设计了测量光束微小偏转角的光路系统,用消偏振分光棱镜将入射光分为两路,并在两路分别用两个直角棱镜组成的斜方棱镜来实现两次全内反射,不但提高了测量灵敏度和线性,还利用差分光路的特点提高了抗干扰能力。根据现有实验条件,将具有相位差的s光和p光产生干涉,通过接收干涉光强来实现测角,并定义了一个与角位移在测量范围内呈近似线性关系的信号作为测量信号。采用Labview8.0设计了双通道光功率计与计算机RS-232串口实时通讯的人机交互界面,大大提高了测量效率。 利用建立的测量系统给出了四组测量数据,详细讨论了测角范围为±1.5°、角度递增0.06°的测量结果与误差,并给出标定拟合直线与角位移的查找表。最后本文针对测量系统的不完善因素进行了分析,并提出了若干补偿办法。……   
[关键词]:全反射;小角度测量;偏振光干涉
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工业大学2006年