納米測量系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、課題運用法布里—珀羅干涉原理、光纖技術(shù)和光譜分析技術(shù)，選取平板玻璃片(SiO2)作為測量系統(tǒng)的干涉腔，使用探測器測量雙光束出干涉腔后的光強度，采用相鄰干涉極大值的間接測量方法，設(shè)計并實現(xiàn)了一種新型平板玻璃片的亞納米級(10nm)高精度光學(xué)測量系統(tǒng)。并使用光譜分析儀驗證了該光學(xué)測量系統(tǒng)的測量誤差△d≤13.37nm。 該光學(xué)測量系統(tǒng)抗干擾能力強、成本低，解決了通常只有昂貴的光譜分析儀才能實現(xiàn)的超精細(xì)測量。該系統(tǒng)能夠進行高精度測量的

2、基本條件為：被測元件可以等效為測量系統(tǒng)的法珀干涉腔，如玻璃片(SiO2)、增透膜層以及其它透明介質(zhì)等。 主要工作包括： (1)在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對目前可以實現(xiàn)納米測量技術(shù)的方法進行研究分析，結(jié)合實驗室的具體情況，提出了法布里—珀羅干涉原理與光纖技術(shù)相結(jié)合的簡易測量方案。 (2)建立了測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對該模型進行分析計算，得出了一些對研制工作具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。根據(jù)測量方案的設(shè)計結(jié)構(gòu)，對方案中所涉

3、及到的光源、準(zhǔn)直器、功率計等的性能指標(biāo)進行了分析計算，計算出光源輸出波長的最佳工作時間段，界定了波長漂移的靈敏區(qū)域和不靈敏區(qū)域；結(jié)合誤差理論的處理方法對環(huán)境噪聲干擾源進行了分析，并針對具體干擾源對測量系統(tǒng)所造成的影響進行了轉(zhuǎn)換處理，最后根據(jù)被測元件的精度要求完成了誤差分配，給出了具體參數(shù)。 (3)對測量系統(tǒng)中涉及到的光路和電路進行了綜合及分系統(tǒng)測試，其中主要包括：對通過法珀(F-P)干涉腔的測量光路調(diào)試；參考光路的調(diào)試；上位機進