飛秒激光作為本世紀最受關注的技術之一,為精密測量領域時空分辨力的提升提供了突破性的新方法和新技術。這主要體現(xiàn)在兩個方面:（1）飛秒激光的脈沖重復頻率可以溯源至原子鐘頻率基準,將脈沖與脈沖之間的空間距離精度鎖定到原子躍遷的共振頻率穩(wěn)定性上,利用這絕對精確的距離作為一把標尺去測量幾何量可以達到超高的空間分辨力;（2）飛秒激光的脈沖寬度為10^-15s量級,該時間尺度在宇宙大統(tǒng)一作用力崩解與電弱對稱崩解的時間之間,利用單個飛秒脈沖對物理現(xiàn)象進行曝光捕獲,可以達到超高時間分辨力。本文以實現(xiàn)精密表面形貌測量中的超高時空分辨力為任務,開展了基于飛秒激光的靜態(tài)表面和動態(tài)表面形貌測量理論和方法研究。論文的主要工作總結如下:1)開展了飛秒激光光源相干性定量測量方法研究。測量結果表明,光纖飛秒激光光源具有高空間相干性和低時間相干性�；陲w秒激光搭建的干涉系統(tǒng)可以消除寄生噪聲條紋對測量的影響,驗證了飛秒激光對提高光學干涉成像測量視場和條紋分辨力的可行性。2)提出了基于低相干掃描的大視場粗糙表面形貌測量方法。根據(jù)飛秒激光的相干特性,分析了飛秒激光相干掃描干涉理論,研究了干涉條紋的零級條紋識... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

基于飛秒激光的低相干相移干涉系統(tǒng)

合肥工業(yè)大學博士研究生學位論文4面）最常用的光學測量技術，寬帶光源的使用克服了單波長甚至多波長干涉法中的一些測量限制，其垂直分辨力取決于掃描精度和信號分析方法，可以達到與單波長相移干涉方法同樣的測量精度（0.1nm），同時不存在相移干涉類似的測量范圍限制，縱向測量范圍理論上僅受垂直掃描范圍的限制。圖1.2白光相干掃描干涉系統(tǒng)Fig1.2Coherencescanninginterferometerusingawhitelightsource傳統(tǒng)相干掃描干涉的光源一般是鹵鎢燈或發(fā)光二極管，波長約為380nm-750nm，具有時間相干性低的特點。傳統(tǒng)白光光源屬于擴展光源，和激光相比，空間相干性低，難以獲得大視場平面波。因此，不適用于大視場或粗糙表面形貌測量，如圖1.3所示。圖1.3光源空間相干性對表面形貌測量的影響Fig1.3Influenceoflightspatialcoherenceonsurfacemetrology2005年，Kim&Oh采用Twyman-Green干涉儀對傳統(tǒng)白光光源[30]，單波長光

合肥工業(yè)大學博士研究生學位論文4面）最常用的光學測量技術，寬帶光源的使用克服了單波長甚至多波長干涉法中的一些測量限制，其垂直分辨力取決于掃描精度和信號分析方法，可以達到與單波長相移干涉方法同樣的測量精度（0.1nm），同時不存在相移干涉類似的測量范圍限制，縱向測量范圍理論上僅受垂直掃描范圍的限制。圖1.2白光相干掃描干涉系統(tǒng)Fig1.2Coherencescanninginterferometerusingawhitelightsource傳統(tǒng)相干掃描干涉的光源一般是鹵鎢燈或發(fā)光二極管，波長約為380nm-750nm，具有時間相干性低的特點。傳統(tǒng)白光光源屬于擴展光源，和激光相比，空間相干性低，難以獲得大視場平面波。因此，不適用于大視場或粗糙表面形貌測量，如圖1.3所示。圖1.3光源空間相干性對表面形貌測量的影響Fig1.3Influenceoflightspatialcoherenceonsurfacemetrology2005年，Kim&Oh采用Twyman-Green干涉儀對傳統(tǒng)白光光源[30]，單波長光


本文編號：3045336