本文關(guān)鍵詞：計(jì)量用高精度全息柱面位相光柵制作技術(shù)研究

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【摘要】：柱面光柵作為一種計(jì)量光柵廣泛應(yīng)用于接觸式表面輪廓測量儀中。隨著超精密機(jī)械加工向亞微米、納米級(jí)精度發(fā)展,對(duì)接觸式表面輪廓測量儀提出了大量程和高分辨率要求。而全息柱面位相光柵作為該測量儀的標(biāo)準(zhǔn)器,決定著儀器的分辨率,柱面光柵的質(zhì)量技術(shù)參數(shù)及其精度對(duì)接觸式表面輪廓測量儀的測量準(zhǔn)確性及測量精度有著直接影響。本文結(jié)合柱面光柵的應(yīng)用及光柵的相關(guān)衍射理論對(duì)柱面光柵全息制作過程中產(chǎn)生的誤差及柱面光柵參數(shù)誤差對(duì)測量精度的影響展開了研究和分析。其主要研究內(nèi)容和取得的研究成果如下:(1)分析了柱面光柵在表面形貌測量過程中的工作原理,建立了測量系統(tǒng)輸出信號(hào)與表征光柵質(zhì)量的技術(shù)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(2)根據(jù)光柵的標(biāo)量衍射理論和嚴(yán)格耦合波理論分別對(duì)光柵的主要參數(shù)誤差如周期誤差、占空比誤差、槽深誤差、面型誤差進(jìn)行了分析,明確了柱面光柵的主要誤差源(周期誤差、占空比誤差)及相應(yīng)的工藝容差范圍,為高精度柱面光柵的工藝制作提供了依據(jù)。(3)建立了柱面光柵的全息記錄過程中光柵線密度分布以及累積誤差計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)平行光(平面波)記錄方式提出了分段式拼接曝光的制作方法,該方法能有效提高柱面光柵線密度分布的一致性;針對(duì)點(diǎn)光源(球面波)記錄方式通過優(yōu)化記錄點(diǎn)位置可使柱面光柵在全長累積誤差為零。
【關(guān)鍵詞】：表面形貌 柱面位相光柵 誤差 全息記錄
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH741
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 目的與意義9
• 1.2 表面形貌測量技術(shù)概述9-12
• 1.3 光柵測量技術(shù)12-14
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 光柵測量技術(shù)16-28
• 2.1 光柵測量技術(shù)的理論基礎(chǔ)16-19
• 2.1.1 幾何莫爾技術(shù)原理16-18
• 2.1.2 莫爾干涉術(shù)原理18-19
• 2.2 莫爾信號(hào)正交細(xì)分原理19-21
• 2.3 莫爾信號(hào)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)21-23
• 2.4 柱面光柵干涉測量系統(tǒng)23-27
• 2.4.1 光柵多普勒頻移原理23-25
• 2.4.2 拍頻干涉原理25
• 2.4.3 柱面光柵傳感器的測量原理25-27
• 本章小結(jié)27-28
• 第三章 光柵誤差分析28-40
• 3.1 周期誤差分析29-31
• 3.1.1 單周期誤差29
• 3.1.2 累積誤差29-30
• 3.1.3 溫度變化對(duì)累積誤差的影響30-31
• 3.2 占空比、槽深誤差分析31-39
• 3.2.1 標(biāo)量衍射理論分析32-35
• 3.2.2 嚴(yán)格耦合波理論分析35-37
• 3.2.3 柱面全息位相光柵槽型參數(shù)工藝容差37-39
• 本章小結(jié)39-40
• 第四章 高精度全息柱面位相40-53
• 4.1 光柵的全息記錄40-43
• 4.2 柱面光柵全息記錄過程建模43-45
• 4.3 評(píng)價(jià)函數(shù)的確定45-46
• 4.4 對(duì)稱點(diǎn)光源記錄分析46-49
• 4.5 非對(duì)稱點(diǎn)光源記錄分析49-51
• 本章小結(jié)51-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 論文工作總結(jié)53
• 5.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文58-59
• 致謝59-60

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