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公开(公告)号：CN104964649A
公开(公告)日：2015-10-07
申请号：CN201510427649.6
申请日：2015-07-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 光栅分光式同步移相干涉测量装置及方法，属于超精密测量技术领域。本发明为了解决现有的同步移相干涉检测技术增加了实验装置的调整难度，干涉条纹解算复杂，并且两光栅的正交程度和偏振片组光轴对准程度会引入新的误差来源的问题。本发明装置主要包括干涉系统、正交光栅分光以及移相装置、光强探测系统；该装置利用二维Ronchi光栅对参考光进行分光，并对其利用不同厚度的四象限移相片实现四束光相差90°的移相，最后利用四象限探测器对干涉光强信号进行采集。本发明方案：根据同步移相干涉原理、光栅衍射分光理论以及光强采集与信号处理原理，通过对干涉光强信号处理，测量出被测面的微位移变化值。本发明用于测量微小的距离变化，也可以用来对微结构器件的台阶等表面形貌参数进行检测。
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公开(公告)号：CN103278093B
公开(公告)日：2015-07-08
申请号：CN201310229370.8
申请日：2013-06-09
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/00
Abstract: 一种差动双区域共焦轴向测量装置属于三维共焦显微测量领域；该差动双区域共焦轴向测量装置包括设置在直射光路上的激光器，扩束准直镜，偏振分光棱镜、1/4玻片，探测物镜和样品，从激光器发射的激光束，经扩束准直镜扩束准直后，平行穿过偏振分光棱镜，再经过1/4玻片，由探测物镜会聚到样品上；还包括设置在反射光路上的差动双区域共焦探测光路，从样品反射的光束，再依次经过探测物镜、1/4玻片，由偏振分光棱镜反射，入射到差动双区域共焦探测光路；这种设计，不仅具备更高的轴向探测灵敏度，而且能够抑制共焦系统中乘性噪声的影响；同时获得单调变化的焦平面附近轴向曲线，通过一次测量即可获得样品轴向位置。
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公开(公告)号：CN113218312B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202110540897.7
申请日：2021-05-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/02 , G01B11/24 , G01B9/02015
Abstract: 光针式共光路干涉共焦位移测量装置与方法，属于超精密三维测量技术领域。本发明将激光干涉技术与共焦显微测量技术相结合，提出了利用环形反射镜分光构建单臂干涉测量结构；同时根据干涉、共焦测量原理，提出了采用变区域光强采集方法，可消除由于共焦测量系统与干涉测量系统共光路而引入的信号耦合的影响；此外，通过差、比数据解算方法获得准确的位移值，可同时消除系统中的共模加性和乘性噪声。本发明可有效提高系统的测量准确性和测量稳定性，适用于具有大台阶、高深宽比的微结构几何参数和粗糙表面三维形貌测量，应用前景广泛。
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公开(公告)号：CN108957716B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201810476735.X
申请日：2018-05-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 空间光调制器中心位置干涉对准装置及方法，属于超精密光电测量技术领域。本发明基于等厚干涉原理，利用空间光调制器输出四象限相位图，通过简洁的光路结构获取干涉图，以实现入射光束中心与空间光调制器中心的对准。本发明方案利用泰曼干涉光路结构，通过四象限相位图实现楔形平板等厚干涉，利用图像处理技术提取入射圆光斑中心和空间光调制器中心位置，从而达到中心对准的目的。本发明对准精度高、使用灵活性大、系统结构简单，可广泛应用于许多光学系统的模拟设计和研究领域。
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公开(公告)号：CN105865339A
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201610317208.5
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
CPC classification number: G01B11/00 , G01B9/02042 , G01B11/2441 , G01B2290/70
Abstract: 本发明涉及一种分瞳式移相干涉共焦微位移测量装置，属于超精密测量领域。该装置解决了基于PBS分光的移相干涉共焦系统中存在的抗干扰能力差，系统结构复杂、集成度低的问题。本发明装置主要包括四路移相干涉光路和分瞳式共焦差分探测光路；该装置利用二维Ronchi光栅分出的四束光，经偏振移相阵列后，转变成相位差依次为90°的线偏振光；1、3象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现正移焦，2、4象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现负移焦；最后利用CCD相机构成的软针孔阵列同时采集四路干涉、共焦信号。本发明将移相干涉与共焦差分探测集成在同一光路，可在较大测量范围内实现微位移测量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103292735B
公开(公告)日：2015-09-02
申请号：CN201310229514.X
申请日：2013-06-09
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/24
Abstract: 一种双区域比例输出共焦探测方法与装置属于三维共焦显微测量领域，特别涉及一种双区域比例输出共焦探测方法与装置；该方法将收集物镜焦平面光斑以光斑中心为圆心分为同心的两个区域，采用不同区域光强的比例值作为双区域比例输出共焦探测器108的输出；该装置设置有双区域比例输出共焦探测器，通过采用双层光敏面或采用CCD相机虚拟针孔技术，实现不同区域的探测；这种设计，不仅具备更高的轴向探测灵敏度，而且能够抑制共焦系统中乘性噪声的影响，使输出结果与输入光强及样品的反射率无关；同时获得单调变化的焦平面附近轴向曲线，使样品处于探测物镜焦平面附近位置时，通过一次测量即可获得其轴向位置。
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公开(公告)号：CN104034312A
公开(公告)日：2014-09-10
申请号：CN201410179269.0
申请日：2014-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C9/20
CPC classification number: G01C9/20 , G01C2009/062 , G01C2009/185
Abstract: 成对三等分环-三等分圆嵌套极板相向交错放置式倾角测量方法与装置属于角度测量技术，其中传感器单元的环形共面电容测头由三个三分之一圆形金属板和三个三分之一圆环形金属板组成，六块金属板共面同心，同一扇形角所对的三分之一圆形金属板和三分之一圆环形金属板形成电容，将两个上述环形共面电容测头安置于两个圆形绝缘基板上，两个圆形绝缘基板作为圆柱体容器的两底面，并将圆柱体容器横置，容器中密封注入体积1/2的绝缘性液体，电位引线将十二块金属板的电位取出并与电容测量单元的输入端相连，电容测量单元与倾角计算单元连接；容器发生倾斜时，两个环形共面电容测头与绝缘性液体的相对位置发生变化，通过测量电容容值的变化，可求得倾角值。
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公开(公告)号：CN104006737A
公开(公告)日：2014-08-27
申请号：CN201410179312.3
申请日：2014-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B7/30
Abstract: 同心共面环-四等分环-圆嵌套极板倾角测量方法与装置属于角度测量技术，其中传感器单元的环形共面电容测头由一个圆形金属板、四个四分之一圆环形金属板和一个圆环形金属板组成，六块金属板共面同心，四个四分之一圆环形金属板沿周向均匀分布，每一块与圆形金属板、圆环形金属板形成电容，将此环形共面电容测头安置于圆形绝缘基板上，圆形绝缘基板作为圆柱体容器底面，并将此圆柱体容器横置，在容器中密封注入体积1/2的绝缘性液体，电位引线将六块金属板的电位取出并与电容测量单元的输入端相连，电容测量单元与倾角计算单元连接；容器发生倾斜时，环形共面电容测头与绝缘性液体的相对位置发生变化，通过测量电容容值的变化，可求得倾角值。
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公开(公告)号：CN118602956A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410885977.X
申请日：2024-07-03
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种光纤光谱共焦位移传感系统中二维光谱解调方法，属于光学精密测量领域。为了解决现有光谱解调方法光谱分辨率低的问题，该方法在预标定阶段利用归一化共焦轴向响应特性，确定同一波长的不同衍射级次光斑在二维光谱图中像素的对应位置关系，然后通过同波长光在相邻衍射级次光谱中对应像素光强度相同的特点，确定自由光谱区的边界点；在测量阶段，利用预标定时获得的结果，对二维光谱图中自由光谱区内的像素光强进行补偿并将其还原为一维光谱，利用光谱峰值波长与被测面位置的定量的一一对应关系，获得被测面的位置值。本发明有效地利用了二维光谱图信息，提高了系统的光谱分辨率，能有效地提高光纤光谱共焦位移传感器的测量分辨力。
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公开(公告)号：CN113218312A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110540897.7
申请日：2021-05-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 光针式共光路干涉共焦位移测量装置与方法，属于超精密三维测量技术领域。本发明将激光干涉技术与共焦显微测量技术相结合，提出了利用环形反射镜分光构建单臂干涉测量结构；同时根据干涉、共焦测量原理，提出了采用变区域光强采集方法，可消除由于共焦测量系统与干涉测量系统共光路而引入的信号耦合的影响；此外，通过差、比数据解算方法获得准确的位移值，可同时消除系统中的共模加性和乘性噪声。本发明可有效提高系统的测量准确性和测量稳定性，适用于具有大台阶、高深宽比的微结构几何参数和粗糙表面三维形貌测量，应用前景广泛。
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