机械加工表面微观形貌激光测量分析仪的设计

提出了用于测量加工表面微观轮廓高度的高频亮度调制、同源频率合成、软件鉴相的激光相位微距测量方法 ,提出了开放式PC系统结构。介绍了机械加工表面微观形貌激光测量评价仪的原理、测量电路设计与数字信号处理软件设计。该方法具有分辨率高、动态响应快、评价指标参数多样且可扩充等特点。     

激光三角法测量表面形貌

对激光三角测量法应用于表面形貌的检测进行研究.通过分析激光三角测量的基本原理,得出光路设计条件与输入输出关系.分析了几种激光三角测量的改进方法的优点、局限与适用范围.讨论了激光三角测量中影响分辨率与精度的几个因素并提出应对的措施.     

STM用于超精机械加工表面微观形貌检测与分析的研究

通过自行研制扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope，以下简称STM)检测了超精机械加工试件表面微观形貌，生成三维立体形貌图，对微观形貌图进行分析，了解相关的加工机理及微观表面形貌缺陷发生的原因，为提高超精加工表面质量及优化加工工艺过程提供了一些参考依据。     

实时测量表面形貌的正弦调制半导体激光干涉仪

设计了一种实时测量表面形貌的正弦相位调制半导体激光干涉仪,对其抗干扰的实时测量原理进行了分析．在该正弦相位调制干涉仪中,利用高速图像传感器探测干涉信号,该干涉信号通过信号处理电路实时鉴相得到被测表面所对应的相位分布,即可实时获得待测量物体的表面形貌．在实验中,测量了楔形光学平板的表面形貌,测量点为30×30个,测量时间小于10ms,重复测量精度为4．3nm．实验结果表明该正弦相位调制干涉仪的有效性．     

基于微分相衬方法定量测量表面微观形貌

改进了用于定量测量样品表面微观形貌的微分相衬干涉显微镜系统,对系统中由Nomarski棱镜引起的相位差△Φ进行了精确的计算和校正,系统不需要参考表面和机械扫描机构,能有效地抑制机械振动等外界环境干扰对测量结果的影响．并通过建立相应的数学模型推导了系统的点扩展函数．最后用维纳滤波算法恢复了图像,避免了普通逆滤波中的病态问题．     

不同温度下脉冲激光沉积LiCoO_2薄膜的微观结构和表面形貌

使用脉冲激光沉积技术,不同的衬底温度,在单晶Si(100)衬底上沉积了锂离子电池正极材料Li-CoO2的薄膜.用XRD对样品进行晶体结构分析,用SEM观察了样品的表面形貌.结果显示,衬底温度对LiCoO2薄膜的微观结构和表面形貌都有明显影响.在500℃以上的衬底温度下生长的样品结晶质量较好;晶体的颗粒尺寸随着温度的升高而增大.     

激光刻花表面形貌的数值模拟及实验比较

建立了一种研究激光刻花轧辊表面形貌的三维模型，该模型采用有限元方法对熔池中的热传导，对流以及熔池表面变化进行了模拟、模拟的表面形貌与实验结果进行了比较，能对实验结果进行较好的解释。     

激光表面形貌纳米测量的研究

测量设备由光路单元、数字鉴相单元、A/D变换单元、测量平台、PC机及相应的软件组成.利用激光的Raman-Nath衍射和光干涉的原理,该设备通过光探针得到测量和参考正弦波的相位差;PC机计算与该相位差成线性关系的工件表面的起伏变化量,通过测量平台完成表面形貌的钠米测量.该设备的实际测量精度为3nm.     

三维表面形貌测量系统中移动工作台的校准

以丝杠步进电机驱动和无刷式线性电机驱动的工作台为例，考察它们用于三维表面形貌测量系统中时，工作台的位移、速度特性以及动态稳定性、丝杠误差、间隙和定位可重复性，对三维表面数据的记录和特征化表征产生的影响，从而评价了这两种三维形和于静态和动态的数据采集的适用性。     

激光粒度测量中的传感器设计方法

对一种同心圆环式的光电探测器的设计原理进行了理论分析，提出了器件环带的设计依据，推导出了设计公式。     

基于分形特征的表面微观形貌模拟和分析

用Ｗ－Ｍ模型模拟了分形表面并用所设计的分形算法对其进行分形分析，分析结果与理论值相符，最后，用该分形算法对ＳＴＭ检测的超精密表面微观形貌进行分析．     

用于表面形貌测量的自动焦点跟踪方法

介绍了一种新型的基于聚焦探测法的自动点跟踪传感器,该传感器可实现表面形貌的快速,非接触测量,其测量范围为５００μｍ,分辨率可达３ｎｍ;详细地描述了该传感器的工作原理,关键技术的实现及其应用。     

激光切割表面三维形貌的分形特征

利用白光干涉仪测量激光切割碳素钢表面轮廓数据,应用分形几何学分析激光切割表面的三维形貌特征.采用盒计数法计算激光切割表面的三维分形维数.结果表明：不存在一个超越尺度范围普适的分形维数,只有当尺度r小于轮廓最大高度Ry,才表现出分形特征.对同一激光切割表面进行表征时,同尺度的Ra沿厚度方向变化波动较大,分形维数Db能够对整体表面形貌的复杂程度有着较稳定的表征.分析激光切割表面的三维形貌特征,分形维数表征激光切割表面微观结构的复杂程度,表面粗糙度可对激光切割表面轮廓高度特性进行辅助评价.     

表面平整度测量的新方法研究

介绍了用反射干涉频谱法测量透明或半透明薄膜表面平整度的方法，薄膜厚度的测量范围约在0．2－20μm（小于20μm）之间。在对二氧化硅薄膜的测试中，该测试方法与椭圆偏振仪的测试结果相比较，其纵向测量误差小于2nm。通过光纤传感器的薄膜下的移动，对薄膜下各点的反射光谱进行分析，得到各点的厚度。通过步进电机的移动，连续测量膜上不同点的厚度，从而获得薄膜的表面形貌。该方法对薄膜无破坏作用，且无需测量干涉条纹，与其他的非接触式测试方法相比较，具有无横向测试范围限制、测试系统结构简单、测试精度高、测试结果可靠的特点，因此有较强的实用性。     

等激光能量密度下选区激光熔化TC4钛合金的表面形貌和硬度

以TC4钛合金粉末为原料,通过选区激光熔化工艺(Selective Laser Melting, SLM)成形试验并结合数值模拟,探讨了相等激光能量密度下,工艺参数对成形件性能的影响。结果表明:在等激光能量密度下,激光功率和扫描速度对熔池尺寸有着显著的影响;在本实验中铺粉层厚是影响试样表面粗糙度的最主要因素,最佳铺粉层厚为0.03mm;虽然激光能量密度相同,但是不同工艺参数组合依然会影响试样的表面形貌和微观组织;等激光能量密度下不同的工艺参数组合对SLM沉积态的表面硬度没有发现显著影响。     

高精度表面轮廓仪测量探头的设计

用于机械加工中表面粗糙度测量和半导体工业生产过程中对掩膜、外延层等厚度及轮廓形状检测的高精度表面轮廓仪,它们的测量分辨率最高可达1nm,测量力小于或等于(1～0.5)mN,并且测量十分稳定可靠.其中构成仪器的接触式测量探头是实现和保证这些性能的核心部分.为此,笔者结合自己的设计实践,就其主要技术设计问题进行了分析.     

利用激光散射原理测量零件的表面粗糙度

运用激光束在加工表面上的散射原理,通过对国内外现有测量方法及测量仪器的研究分析,提出了利用激光散射原理测量表面粗糙度的方法,这种方法作为表面粗糙度的在线测量具有很好的应用前景.     

激光氧分析仪测量结果准确性和溯源性的分析与实践

针对在线激光氧分析仪在转炉煤气回收安全监控系统的应用，通过分析影响测量结果的各不确定度分量，采取有效措施保证其测量准确性；通过对测量装置重复性、稳定性的考核分析及定期校准，保证了量值传递的准确可靠，从计量学角度指出该仪器满足转煤回收氧气浓度监测需要的关键环节和具体实施。     

激光频率调制光谱法测量甲烷的吸收光谱

采用激光频率调制吸收光谱技术，实现了国内首次用连续可调谐单膜半导体铅盐激光器测量出泥浆气中（经过简单物理处理）的CH4在3325nm附近的吸收光谱，其高分辨率谱线的测量对实际问题的应用有着重要的意义。