导读:本文包含了横向剪切干涉仪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光栅,横向,干涉仪,相位,光刻,多项式,测量。
横向剪切干涉仪论文文献综述
张璐[1]（2019）在《光刻物镜系统波像差横向剪切干涉绝对检测方法研究》一文中研究指出光刻技术是集成电路制造中的一种精密的微细加工技术,它决定着一个国家半导体产业的发展。而投影光刻物镜是光刻设备中的核心组件,用于完成图形从掩模到硅片上的传递,其成像质量会直接影响光刻机的特征线宽。光学传递函数虽然可以评价镜头的成像质量,但是投影光刻物镜属于极小像差光学系统,只有通过波像差检测的手段才能准确反映出系统的像质。面向高NA高精度投影光刻物镜的研制,超高精度的系统波像差检测设备可以为物镜的装调提供指导意义。国外的叁大光刻物镜制造厂商均有自主研发的光刻物镜系统波像差检测方法,分为以下叁类:哈特曼-夏克(H-S)法、点衍射干涉法和光栅剪切干涉法。这叁类方法是对波前斜率或波前曲率的测量,不需要考虑高精度参考面加工带来的难题。但是对于193nm工作波长的高NA光刻物镜系统波像差检测,H-S法的检测精度受到限制,很难实现亚纳米的检测精度;点衍射法所需的针孔空间滤波器的直径会随着波长减小而减小,很难获取到理想的球面波前;而光栅剪切法原理简单,容易在实验室实现设备搭建。用计算机软件完成复杂的波前重构后,光栅剪切法可以实现亚纳米级检测精度的要求。因此,论文根据国内的迫切需要,开展光刻物镜系统波像差横向剪切干涉绝对检测方法的研究工作,为实现光刻物镜系统波像差超高精度检测提供理论依据和实现方法。具体研究内容如下:(1)研究了适用于横向剪切干涉的旋转绝对检测方法,在传统方法的基础上,根据系统误差变化量和旋转角度的关系,提出了叁步平均算法和加权叁步平均算法;仿真中用恒定系统误差和存在偏心误差这两种情况,验证了算法的精度;实验通过传统的旋转法得到系统波像差RMS的检测精度为0.91nm,而叁步平均算法和加权叁步平均算法的计算结果分别可以达到0.71nm和0.54nm。(2)针对实验设备的偏心问题,提出了一种抑制偏心误差影响的两步算法。该算法先通过旋转平均法确定偏心误差最小的角度位置,再通过最优旋转角度的选择来使偏心误差的影响降到最小;仿真用有无偏心误差影响的两种情况证明了算法的有效性;实验对比表明,误差免疫法采用的角度(90°,135°和180°)位置获得的系统波像差数据与初始位置的残差图RMS分别为2.01nm、4.89nm和7.78nm;而两步算法采用角度(315°和90°)获得的数据与初始位置残差图RMS为1.46nm和4.16nm。对两步算法标定物镜旋转一周在各个角度位置的系统波像差不确定度矩阵进行评估,其标准差为2nm。(3)针对物镜在所有旋转测量角度位置的偏心问题,提出了基于旋转测量偏心量的拟合算法:先利用偏心影响小的角度通过单次旋转法拟定出物镜系统波像差的真实值,再利用最小二乘法补偿出物镜在各个角度位置的系统波像差。通过仿真和实验对算法进行了验证,新算法标定物镜旋转一周在各个角度位置的系统波像差不确定度矩阵的标准差为0.097nm。与两步算法相比,新算法可以有效地抑制偏心影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
潘鲁平[2]（2019）在《基于横向剪切干涉测量光场空间相干性的研究》一文中研究指出完全相干光场与完全非相干光场只是部分相干光场的两个极端情况,实际光场总是部分相干的。近年来,部分相干光场由于具有自修复,自聚焦,自分裂等特殊性质,越来越受到人们关注。作为部分相干光场的重要参量之一,空间相干性描述了光场两个点之间光振动的关联程度。如何测量空间相干性一直是部分相干光研究的重要课题之一,本文提出了一种基于空间调制器的横向剪切干涉方法,用于测量光场的空间相干性。横向剪切干涉装置是一种利用物光波与其复制光波进行干涉的自干涉装置,并且物光波与复制光波之间有一个横向的错位。横向剪切干涉装置一般用于测量相干光场的相位信息,事实上,借助于傅里叶变换条纹分析法,它还能测量部分相干光场的空间相干性。然而,传统的横向剪切干涉系统需要引入机械移动实现物光波和其复制光波的横向错位,因此会影响实验的测量。为了克服上述缺陷,我们提出了一种基于4f系统和空间光调制器相结合的横向剪切干涉系统,可以便捷地测量不同间隔两点间的光场相关性。在该系统中,位于4f系统输入平面的衍射光栅将入射的待测光波分成多个衍射级次,空间滤波器通过其中的±1级次,从而得到两个复制光波。在4f系统傅里叶平面上放置相位型空间光调制器,利用加载的复合闪耀光栅可以控制两个复制光波的横向错位,横向错开的间距通过调节闪耀光栅的周期进行控制。最后,通过对输出平面上记录的干涉图进行傅里叶变换条纹分析,我们就能得到待测光场的空间相干性分布。此外,通过改变空间光调制器上闪耀光栅的闪耀方向,我们的干涉装置可以测量光场相干性沿不同方向的分布。该方法不仅能测出表达相干性量度的复相干度的绝对值(模)的分布,同时也获得了复相干度的相位值。本文给出了利用该装置分别测量具有圆对称和非圆对称光场的空间相干性实验结果,我们发现实验测量结果与理论模拟数据基本一致,证明了该测量系统的可行性。相比传统的横向剪切干涉装置,我们的装置中横向剪切量的调控基于电脑控制,没有引入机械移动,因此相干性的测量更便捷并且测量结果更准确。另外,我们提出的横向剪切干涉系统是一种共光路的光学测量装置,对环境的抗干扰性更强,有利于测量方法的实用化。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-23）
孙文瀚,王帅,何星,陈小君,许冰[3]（2019）在《横向剪切干涉测量中一种获得无耦合Zernike系数的模式复原方法》一文中研究指出模式耦合误差常见于横向剪切干涉测量中基于波前梯度数据的模式复原法,其原因是用于表示波前的基函数——Zernike圆多项式的导数不正交。使用一种含有Gram矩阵的矩阵方程进行复原,直接利用Zernike圆多项式m≠0模式角向导数对于权重函数w(ρ)=ρ(极坐标下)的正交性,以及Zernike圆多项式m=0模式径向导数对于权重函数w(ρ)=ρ(1-ρ2)(极坐标下)的正交性进行复原。该方法无需构造辅助的向量函数,并可得到无耦合的Zernike系数,复原结果表明,模式耦合得到了避免。该方法可推广到环上,得到无耦合的Zernike环多项式系数。(本文来源于《光电工程》期刊2019年05期）
梁子健,张锐,江佳斌,杨甬英[4]（2018）在《基于位相板横向剪切干涉图特征提取的剪切率精确标定法》一文中研究指出在四波前横向剪切干涉(Quadriwave Lateral Shearing Interferometry,QWLSI)中,剪切率s是一个非常重要的参数,它不仅决定了单次测量的孔径大小,也与系统的灵敏度、动态范围以及波前重构精度密切相关。剪切率若太小,干涉波前趋于重合,剪切波前起伏过小,灵敏度不高;剪切率若太大,剪切波前的整体斜率过大,使用CCD进行干涉图采集时,在Nquist采样定理的制约下,系统的动态范围是很低的,待测波前中的高频信息就可能无法有效测量。此外,在波前重构的过程中,若s的计算存在偏差的话,对重构精度会有很大影响。本文在Matlab中使用peaks函数仿真了s的取值对于波前重构精度的影响,作出了s关于重构结果PV和RMS偏差的曲线图,结果表明s的取值在0.01到0.40之间均能满足PV偏差小于1/1 00λ;同时也仿真了s在0.20时,s的计算偏差对波前重构精度的影响,结果表明△s需要小于3×10~(-3),才能保证PV偏差小于1/1 00λ,从而论证了s的计算偏差会对波前重构带来很大的影响。s与干涉系统参数的关系通过数学推导可以得出,结果表明s与光栅栅距d、光栅到CCD的距离L以及CCD入射面上的光斑口径D相关。其中d由光栅加工工艺决定,相对而言精度最高,本课题组此前提出一种基于随机编码混合光栅(Randomly Encoded Hybrid Grating,REHG)的QWLSI系统,基于集成化要求,L的精确测量难度较大。因此,本文提出了一种基于位相板干涉图样特征提取的方式对s进行直接标定而无需测量L的值。位相板采用熔石英作为基底,中央蚀刻有方形凹槽,将其替代待测样品放于光路中,从经其调制的波前发生剪切得到的干涉图样里提取出的两个正交方向的位相图中,可以看到一对长宽幽均相同的峰谷,其宽度即为剪切量S,将其除以CCD上光斑口径即可计算出剪切率s。实验选用了中心波长为623nm,光谱半高全宽为1 8nm的红光LED作为光源;CCD为JAI公司的(BM-500GE),其像素为2048×2048;干涉系统为本课题组自行研制的基于REHG的QWLSI,其优点是不需要级次选择窗口以及能消除绝大部分不需要的衍射级次的影响,其中REHG栅距d为60μm;标定板大小为4×4mm2,图案为矩形,蚀刻深度为1 20μm。使用Fouier变换法从干涉图样中分别提取出两个正交方向的剪切位相图,从图中直接提取出剪切量S,算得剪切率s。为了验证结果的正确性,实验还利用原QWLSI系统测量了一块口径为20mm,面型未知的双胶合球面镜的凸面,将此前测得的s带入基于差分Zernike多项式波前重构的计算中,将测得的面型结果与在ZYGO GPI干涉仪中测得的结果进行对比。结果表明两者的面型偏差小于1/1 00λ,从而论证了这种标定方法的准确性。(本文来源于《第十七届全国光学测试学术交流会摘要集》期刊2018-08-20）
陈小君[5]（2018）在《近场光强分布对四波横向剪切干涉仪波前复原的影响研究》一文中研究指出作为一种高精度的波前传感器,横向剪切干涉仪需要得到至少两个正交方向上的波前斜率才能复原波前。因此,传统的横向剪切干涉仪需要通过运动光学元件或复杂的光学系统在时间或空间上对待测波前进行分光,以获得至少两个正交方向上的波前斜率,这使得系统的实时性和稳定性都受到很大影响。四波横向剪切干涉仪(Quadri-Wave Lateral Shearing Interferometry,简称为QWLSI)利用二维复振幅光栅的衍射特性对待测光实现分光。待测光入射到光栅,经光栅衍射,绝大部分衍射光能量均匀地分布在四束一级衍射光,这四束衍射光在观察屏上相互错位,并且相干迭加形成干涉条纹,通过干涉条纹就可以解调得到待测波前的斜率信息,并最终复原波前。四波横向剪切干涉仪通过一幅干涉图就能同时获得两个正交方向上的波前斜率信息,系统实时性好;仅由二维复振幅光栅和图像传感器迭加而成,系统结构简单、紧凑;衍射光共光路干涉,对环境振动不敏感。目前,四波横向剪切干涉仪已被成功应用于激光检测、激光合成、生物活细胞成像以及非球面面形检测等多个领域。然而,在对四波横向剪切干涉仪进行仿真和实验研究的过程中我们发现,当近场光强(待测光光强)非均匀分布时,波前的复原精度也受到了影响。在现有的关于四波横向剪切干涉仪的研究中,并未见针对光强非均匀分布影响的研究。而在关于其他干涉仪的研究中,科学家们在消除近场光强非均匀分布对波前复原的影响时,都把重点放在干涉条纹的图像处理方面,即通过图像滤波及图像增强等手段,使干涉条纹背景均匀分布,条纹对比度增强,提高干涉条纹图像质量。但我们的分析表明,待测光光强非均匀分布时,余弦干涉条纹的幅角会发生相应改变,从而影响其相位复原,而这是图像处理不能解决的。本文针对光强非均匀分布时,四波横向剪切干涉仪的波前复原进行了一系列理论、仿真及实验研究,指出问题并提出了相应的解决办法。研究结果表明,本文提出的叁种算法都能有效减小甚至消除光强非均匀分布对波前复原的影响。论文主要研究内容和取得的成果如下:编写了四波横向剪切干涉仪的仿真程序。首先,根据光的角谱衍射理论,仿真了光透过光栅后的传输过程,得到了四波横向剪切干涉仪的干涉条纹。然后,根据空间载波频域法,利用二维快速傅立叶变换和反变换(FFT&IFFT)得到波前斜率。最后,利用最小二乘法进行波前复原。仿真结果表明,光强均匀分布时,四波横向剪切干涉仪对第1~65阶泽尼克多项式都能进行很好的复原,复原结果准确。但是当光强非均匀分布时,复原结果存在较大误差,波前复原精度降低。针对待测光光强非均匀分布对四波横向剪切干涉仪波前复原影响的原因进行了分析。待测光光强非均匀分布时,干涉条纹频谱中各级谱线将发生展宽,造成频谱混迭,从而影响波前复原。除此之外,另一个更重要的原因为,光强非均匀分布将引起干涉条纹相位误差因子的存在,该误差因子是待测光光强分布的函数。当从干涉条纹解调波前斜率时,相位误差因子作为波前斜率的误差存在。我们通过理论推导进一步证明,相位误差因子与待测波前分布无关。针对光强非均匀分布时,干涉条纹频谱展宽对波前复原的影响,利用四波横向剪切干涉仪复原的光强分布,对干涉条纹进行归一化处理,可以使干涉条纹背景均匀分布,消除频谱展宽。仿真结果表明,此时四波横向剪切干涉仪波前复原误差略有减小。针对待测光光强非均匀分布对四波横向剪切干涉仪波前复原的影响,提出了两种基于系统建模的方法,“Reconstructed Amplitude Distribution”RAD算法和“Collected Amplitude Distribution”CAD算法。这两种方法的思路都是首先建立四波横向剪切干涉仪的系统模型,然后对光强分布与实际入射光相同的平面波前进行复原,其复原结果即为实际系统中光强非均匀分布对波前复原的影响。首先提出的是RAD算法,这种方法的模型中,利用从实际干涉图复原出的光强分布作为入射光光强。仿真和实验证明,该方法能有效减小实际系统中光强非均匀分布的影响。但是在某些待测光光强跳变剧烈的情况下,光强复原误差严重,RAD算法将受到影响。针对RAD算法的缺点,提出了CAD算法。该算法利用另一台CCD采集到的待测光分光的光强分布,作为系统模型的入射光强,从而消除了RAD算法中的光强复原误差带来的影响。仿真结果表明,对于光强空间变化频率较快的场景,CAD算法能有效提升RAD算法的效果。提出了一种基于数值计算的方法。根据推导得出的干涉条纹相位误差因子表示式,利用四波横向剪切干涉仪复原的光强分布和已知的系统参数,可以直接计算出相位误差因子。消除误差因子后,可以大大减小光强非均匀分布对四波横向剪切干涉仪波前复原的影响。对RAD算法、CAD算法以及数值计算法各自的优缺点进行了讨论,并对每种算法都进行了误差分析。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2018-06-01）
方超[6]（2018）在《光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究》一文中研究指出投影光刻物镜是光刻机的核心部件。随着光刻技术的发展,对投影光刻物镜成像质量的要求也越来越高。系统波像差不但是评价投影光刻物镜成像质量的客观指标之一,也是后期精修和装调光刻物镜的依据。因此物镜系统波像差检测是提高光刻水平的核心技术之一。国外光刻物镜供应商均研发专用的系统波像差检测设备,但为了保持其技术优势,不可能向我国提供此类高精度的检测设备。光栅横向剪切干涉技术是最具发展潜力的投影物镜波像差检测技术,在此领域开展相关研究,对推动我国光刻机产业的发展具有重要意义。本文研究了光栅横向剪切干涉测量中抑制零级串扰的相移相位复原算法设计方法。由于光栅横向剪切干涉仪中不可避免的存在零级串扰,所设计的剪切干涉仪需要特别设计能够有效的抑制零级串扰误差的算法。针对这个问题提出了一种奇数步相移相位复原算法的设计方法,并根据零级串扰和相移误差的影响程度设计了A和B两类相位复原算法。A类算法包含四种相位复原算法,在保持对零级串扰误差相同抑制能力的同时,具有不同程度的抑制相移误差的能力。理论分析结果表明:四种算法的相位复原误差均与二倍复原相位的正弦成正比,同时四种算法的相位复原误差分别与相移误差的平方、四次方、六次方和八次方成正比。对于相同的相移误差,相位复原误差随着步数的增加而减小。B类算法对零级串扰误差具有更强的抑制作用。并通过仿真分析验证算法理论分析的正确性。采用搭建的光栅横向剪切干涉测量平台,使用9步相移相位复原算法得到待测镜头的波像差信息并进行重复精度试验,结果表明该测量平台的重复精度为0.1421nm(RMS),具有较高的稳定性。研究了光栅横向剪切干涉测量中一种零级串扰误差的标定补偿算法。从理论上分析了标定补偿算法的原理,推导了相位复原误差与相移误差以及与零级串扰的光强调制度比之间的关系。结果表明,由标定误差引入的相位复原误差分别与标定中的相移误差和光强调制度比成正比。开展仿真实验验证了所设计的标定方法。仿真结果表明,在标定相移误差小于2°(0.035rad),零级串扰的光强调制度比小于0.2的条件下,其相位复原误差分别与相移误差和零级串扰的光强调制度比成正比。与9步相移相位复原算法对比,其相位复原误差的RMS值相对误差小于6%。采用搭建的光栅横向剪切干涉测量平台对零级串扰标定补偿方法进行了实验验证,并与9步相移相位复原算法结果对比。对同一待测物镜两种方法得到的复原波前相位RMS值的测量结果接近,其复原后波前相位的差值为0.37nm。在采用新设计的零级串扰标定补偿方法后,通过5步相移干涉测量就达到了与9步相移干涉测量相近的相位复原精度。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
崔博川[7]（2018）在《基于衍射光学元件的多波前横向剪切干涉方法研究》一文中研究指出波前探测一直是光学领域的重要研究课题,多波前横向剪切干涉技术作为一种新型的波前探测手段,测量精度和动态范围比较高,是一种很有研究价值与实用意义的波前探测方法,在激光光束质量评价,光学系统成像质量检测、人眼像差测量和激光通信等自适应光学领域应用前景广泛。多波前横向剪切干涉技术基于国际象棋棋盘结构的衍射光学元件,将待测波前分成四支子波前,使其产生自相干涉,在一幅干涉图中包含了两个正交方向上的波前梯度信息,只需要进一步进行相位提取和波前重建便可以获得待测波前相位图像。多波前横向剪切干涉技术使用的剪切干涉设备结构简单、便于搭建波前相位探测系统,并且可以对多种波前目标进行探测,是一种性价比非常高的波前探测技术,值得研究者们继续深入研究。本文在对国内外关于多波前横向剪切干涉技术研究进展进行整理分析的基础上,进行了大量的原理仿真以及实验研究。对多波前横向剪切干涉技术的干涉原理、波前重建以及干涉图去噪技术进行了详细的探讨和深刻的分析,并对其在静态及动态温度场的温度分布测量研究进行了充分的验证,具体开展了以下几样工作:1、通过衍射理论对多波前横向剪切干涉过程进行了数学建模,研究了多波前横向剪切干涉技术基本原理和实现途径,从夏克-哈特曼波前传感器的衍射光学模型出发,介绍了几种多波前剪切干涉技术的模型和干涉图像理论强度分布。并且根据棋盘型相位光栅的特性,采用标量衍射理论分析了二维相位光栅的衍射效率以及可能会产生误差的各种因素。2、介绍了多波前横向剪切干涉图的相位提取算法以及傅里叶变换法在相位提取中的应用。比较了不同种相位提取滤波器的特性,理论分析表明圆形光瞳下使用Gauss窗函数作为滤波器误差最小,而矩形光瞳下使用镶嵌圆柱滤波器窗函数造成的相位提取误差最小。接下来介绍了干涉图条纹延拓技术,其中Gerchberg外插迭代法对于高载频量的干涉条纹有着较为优秀的延拓效果。3、分析了使用干涉图像中提取的波前梯度进行波前相位拟合的傅里叶积分法和Zernike法,介绍了两种方法的理论模型和适用范围,采用对波前梯度进行镜像反对称扩展的方法,消除了重建过程中由于傅里叶变换周期基函数特性与不连续边界特点发生冲突而导致的低频误差,并且进行了仿真实验来比较两种波前相位积分方法的优点和不足。4、在四波前横向剪切干涉仪的工程应用中,分析了由于棋盘型相位光栅和探测器靶面不平行导致的装调误差,并且针对频谱图解算的标定问题,设计了一种基于移相迭代的四波前横向剪切干涉标定方法,用于精确定位干涉图频谱的一级中心,尽可能减小偏差,使得标定后残余斜率导致的波前均方根值小于1.5×10~(-4)。并在实验测试中获得了理想的结果。我们使用标定后的剪切干涉仪与Phasics公司的SID-4波前传感器同时进行测量可变形镜产生的随机波前,测得波前RMS分别为0.74和0.76。本方法保证了计算结果的准确度和可靠性,可以满足高精度波前探测要求。5、针对于四波前横向剪切干涉测量过程中由于成像设备噪声,待测波前强度不足等原因导致的信噪比偏低的情况,结合噪声的模型,比较分析了不同去噪算法的特性,提出了一种基于非局域均值滤波的干涉图去噪算法,并且进行了干涉图去噪的仿真实验。仿真实验的最终结果证明,基于非局域均值滤波的干涉图去噪算法可以有效去除干涉图中的高斯白噪声,提高重建波前的信噪比,在对加入=0.01的高斯白噪声的干涉图进行去噪处理后,峰值信噪比由原来的12.6提高到35.4,均方误差由原来的3.5降低到0.8,实验结果验证了基于非局域均值滤波去噪方法在相位成像领域的有效性,构建了基于四波前剪切干涉的定量相位成像实验平台,获得了小鼠肝癌细胞的相位图像。6、对四波前横向剪切干涉技术的应用进行了一系列实验研究,验证了四波前横向剪切干涉技术的高帧频,高空间分辨率,高精度的特点,在温度场测量方面,设计了基于四波前横向剪切干涉的静态温度场测量实验和动态温度场测量实验,获得了最高帧频为60帧/秒,相位图像像素为512×512的温度场分布视频。实验证明通过四波前横向剪切干涉技术进行温度场测量可以达到±0.5℃的测量精度,在对于火焰参数分析等诸多领域具有重要研究意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
岳芳[8]（2018）在《加压气体扩散横向大剪切干涉特性研究》一文中研究指出在洁净煤技术的研究中,高温高压煤燃烧和煤气化反应机理的研究尤为重要。高温加压燃烧气化条件下,由于反应已处于扩散控制区,提升反应温度已无法提升反应转化率,相反会使反应室的耐火材料烧蚀。因此,通过对高压条件下气体扩散特性的研究,找到扩散控制区的临界温度,具有重要的应用价值。高压条件下煤颗粒表面燃烧气化膜层气体的分子扩散系数是扩散控制区临界温度预测的重要参数,现有的二元气体扩散系数在加压下的理论预测值与实验值相差20%以上,因此,研究高压条件下气体的扩散规律具有重要意义。光干涉法因其无损、高精度等优点,在液相扩散方面已经有了大量应用,而在气相扩散方面则应用较少,这可能是由于气体扩散造成的干涉条纹变化非常小,使后期图像处理难度非常高。横向大剪切干涉这一新兴的干涉技术,比其他干涉法抗震性更强、系统组成更简单,输出条纹与双曝光全息干涉相似,易于分析。其固有的背景条纹恰好可为折射率变化较小的气体扩散过程干涉图像提供“基础条纹”,干涉图像的分析变得简单,十分适合应用于高压气体扩散研究中。本文首次将横向大剪切干涉测量技术用于加压二元气体扩散研究中,用自行研制搭建的10MPa加压扩散装置,分别进行了二元气体的常压水平扩散、加压水平扩散和加压垂直扩散横向大剪切干涉实验,提高了扩散系数的检测精度,取得了常压二元气相扩散系数以及加压二元气体水平扩散和垂直扩散的浓度分布规律。对常压CO_2-O_2、N_2-O_2水平扩散实验干涉图像,分别采用峰值法和改进的定点法进行分析,得到的扩散系数结果与文献参考值最大平均绝对偏差为1.94%。通过比较发现,定点法比峰值法误差更小。在常压CO_2-O_2、N_2-O_2水平扩散各叁组实验工况中,压力最高的工况误差最大,而且,CO_2-O_2比N_2-O_2实验结果与文献值偏差更大,这是由于二组分气体的密度差异造成的流动加速了扩散的过程。压力越大,密度差异的影响越大,由此可知,水平扩散实验更适合于分子量接近的气体。对N_2-O_2及CH_4-O_2进行了水平和垂直两个方向的加压扩散横向大剪切干涉实验。分析加压水平扩散实验的横向大剪切干涉图像和气体浓度场变化发现,压力增加后组元密度差异对扩散的影响体现在:1)扩散开启后,密度较大的气体将沉向扩散槽下部,而密度较小的气体则浮向上部,在竖直方向形成了浓度梯度,干涉条纹和浓度分布呈现明显的二维扩散特征,扩散过程已经不可视为一维扩散;2)在水平方向,极大地促进了扩散速度,扩散过程已不可视作自由扩散,而是伴有对流过程,基于一维自由扩散的理论模型得到的峰值法与定点法均不适合加压情况。压力越高,两组元密度的差异对扩散的影响越明显;密度差异越大,对流效应越强。另外,两组气体的水平扩散实验都观察到上、下壁面对气体的壁面效应,其干涉图像条纹分布以及获取的浓度分布图上都清晰显示出了因壁面吸附而造成的气体“滞留”现象,这一现象在CO_2-O_2扩散干涉图像中更为明显。N_2-O_2和CH_4-O_2的垂直加压扩散横向大剪切干涉实验结果表明,横向大剪切干涉图像和气体浓度场变化都呈现规律的周期变化,扩散方向大体沿一维垂直方向进行。密度差异较大的气体组(CH_4-O_2),干涉条纹在水平方向出现局部振荡现象,这可能是由于两组分气体密度差异过大形成的不平衡势造成的。另外发现,轻组分气体在上部时,扩散时间延长很多,从机理上用现有扩散理论无法解释。在煤及焦的加压燃烧反应过程中,煤的加压燃烧反应速率同时受气体扩散和化学动力控制,形成了叁个速度控制温度区间,其临界温度对于煤焦加压燃烧反应机理研究极为重要。本文基于煤焦内氧气分子在常压下的扩散通量方程,考虑实际气体效应,计算了加压情况氧气分子在煤焦孔隙内的扩散速率,并与根据简单碰撞理论的反应动力学模型得出的数据以及其他文献提供的燃烧速率进行比较,确定了煤焦常压及加压燃烧时的速度控制区的临界温度。结果表明,常压下叁个控制区(化学动力区、化学-扩散区、扩散控制区)的临界温度为1360K和1600K,而在加压工况下(1.0MPa),临界温度为1200K和1400K,压力促进了扩散控制机制的形成。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
张璐,向阳[9]（2018）在《光栅横向剪切干涉仪系统误差的校正方法》一文中研究指出针对光栅横向剪切干涉仪研究了旋转绝对检测的方法,并用前36项Zernike多项式标定出剪切装置的系统误差非对称项。研究结果表明,将面形检测的绝对算法应用于检测镜头系统波像差,在干涉仪系统误差消除后可以达到相对理想的检测精度。实验数据的重复性的均方根可以达到0.14nm。(本文来源于《中国激光》期刊2018年08期）
方超,向阳,齐克奇[10]（2018）在《抑制零级串扰的光栅横向剪切干涉测量》一文中研究指出为降低传统光栅横向剪切干涉仪中双方孔空间滤波器带来的加工和装调难度,设计了一种基于9步式零级相位误差标定的光栅横向剪切干涉测量方法,只需采用可变空间滤波器即可抑制零级串扰对相移相位复原的影响。针对数值孔径为0.125的投影光刻物镜,完成了参数设计和原理验证系统的搭建。通过剪切相位复原和波前重构,实现了该物镜的波像差检测。结果表明:其波像差小于20.32nm。最后对该光栅横向剪切干涉仪进行重复精度实验,其重复精度的方均根值为0.1303nm,系统性能良好。(本文来源于《中国激光》期刊2018年05期）
横向剪切干涉仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
完全相干光场与完全非相干光场只是部分相干光场的两个极端情况,实际光场总是部分相干的。近年来,部分相干光场由于具有自修复,自聚焦,自分裂等特殊性质,越来越受到人们关注。作为部分相干光场的重要参量之一,空间相干性描述了光场两个点之间光振动的关联程度。如何测量空间相干性一直是部分相干光研究的重要课题之一,本文提出了一种基于空间调制器的横向剪切干涉方法,用于测量光场的空间相干性。横向剪切干涉装置是一种利用物光波与其复制光波进行干涉的自干涉装置,并且物光波与复制光波之间有一个横向的错位。横向剪切干涉装置一般用于测量相干光场的相位信息,事实上,借助于傅里叶变换条纹分析法,它还能测量部分相干光场的空间相干性。然而,传统的横向剪切干涉系统需要引入机械移动实现物光波和其复制光波的横向错位,因此会影响实验的测量。为了克服上述缺陷,我们提出了一种基于4f系统和空间光调制器相结合的横向剪切干涉系统,可以便捷地测量不同间隔两点间的光场相关性。在该系统中,位于4f系统输入平面的衍射光栅将入射的待测光波分成多个衍射级次,空间滤波器通过其中的±1级次,从而得到两个复制光波。在4f系统傅里叶平面上放置相位型空间光调制器,利用加载的复合闪耀光栅可以控制两个复制光波的横向错位,横向错开的间距通过调节闪耀光栅的周期进行控制。最后,通过对输出平面上记录的干涉图进行傅里叶变换条纹分析,我们就能得到待测光场的空间相干性分布。此外,通过改变空间光调制器上闪耀光栅的闪耀方向,我们的干涉装置可以测量光场相干性沿不同方向的分布。该方法不仅能测出表达相干性量度的复相干度的绝对值(模)的分布,同时也获得了复相干度的相位值。本文给出了利用该装置分别测量具有圆对称和非圆对称光场的空间相干性实验结果,我们发现实验测量结果与理论模拟数据基本一致,证明了该测量系统的可行性。相比传统的横向剪切干涉装置,我们的装置中横向剪切量的调控基于电脑控制,没有引入机械移动,因此相干性的测量更便捷并且测量结果更准确。另外,我们提出的横向剪切干涉系统是一种共光路的光学测量装置,对环境的抗干扰性更强,有利于测量方法的实用化。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
横向剪切干涉仪论文参考文献
[1].张璐.光刻物镜系统波像差横向剪切干涉绝对检测方法研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[2].潘鲁平.基于横向剪切干涉测量光场空间相干性的研究[D].南京大学.2019
[3].孙文瀚,王帅,何星,陈小君,许冰.横向剪切干涉测量中一种获得无耦合Zernike系数的模式复原方法[J].光电工程.2019
[4].梁子健,张锐,江佳斌,杨甬英.基于位相板横向剪切干涉图特征提取的剪切率精确标定法[C].第十七届全国光学测试学术交流会摘要集.2018
[5].陈小君.近场光强分布对四波横向剪切干涉仪波前复原的影响研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2018
[6].方超.光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[7].崔博川.基于衍射光学元件的多波前横向剪切干涉方法研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[8].岳芳.加压气体扩散横向大剪切干涉特性研究[D].华中科技大学.2018
[9].张璐,向阳.光栅横向剪切干涉仪系统误差的校正方法[J].中国激光.2018
[10].方超,向阳,齐克奇.抑制零级串扰的光栅横向剪切干涉测量[J].中国激光.2018
论文知识图
