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深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量
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作者 杨雪娇 刘吉 +6 位作者 武锦辉 袁涛 王仕杰 姬翔峰 于丽霞 张博洋 陈相 《光学精密工程》 北大核心 2025年第15期2331-2341,共11页
针对涡旋光干涉微位移测量技术中传统干涉条纹位移反演算法精度受限的问题,提出一种基于深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量方法。采用集成FasterNet轻量化骨干网络与CARAFE动态上采样模块的YOLOv8s-Seg分割网络对干涉图像中的... 针对涡旋光干涉微位移测量技术中传统干涉条纹位移反演算法精度受限的问题,提出一种基于深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量方法。采用集成FasterNet轻量化骨干网络与CARAFE动态上采样模块的YOLOv8s-Seg分割网络对干涉图像中的花瓣区域进行精确分割,以抑制相位信息提取过程中背景噪声和光束畸变的干扰。设计14层卷积神经网络架构对花瓣区域进行多尺度分层特征提取,构建花瓣形态变化与旋转角度的精准映射关系,实现亚纳米级位移的高精度检测。实验结果表明,在0~500 nm标准位移内,花瓣区域分割的平均精度(mAP)达96.5%,整体位移测量精度优于0.94 nm,平均绝对误差为0.63 nm。通过独特的双网络协同架构,该方法增强了对条纹畸变和噪声的抗干扰性能,在微位移测量的精度和稳定性方面具有明显的优势。 展开更多
关键词 微位移测量 共轭涡旋光干涉 YOLOv8s-Seg分割网络 多尺度分层特征提取
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基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统研究 被引量:2
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作者 游志刚 朱兴龙 尹珺瑶 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期49-52,共4页
设计了一种基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统。首先,根据系统的测量原理,建立了斑点图像中心坐标值与微位移之间的关系,并得出了斑点图像中心坐标值是由纵向位变与切向位变组成的;其次,通过实验发现,当微位移变化较小时,切向... 设计了一种基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统。首先,根据系统的测量原理,建立了斑点图像中心坐标值与微位移之间的关系,并得出了斑点图像中心坐标值是由纵向位变与切向位变组成的;其次,通过实验发现,当微位移变化较小时,切向位变对斑点图像中心坐标值的影响较大;然后,通过标定实验建立以切向位变为主导的测量函数模型;最后,对该测量函数模型进行了实验验证,并对测量误差进行了分析。实验结果表明:在0~1 mm的位移测量范围内,采用标定的测量函数模型对物体微位移进行测量的最大绝对误差为1.16μm,满足系统测量精度的要求。 展开更多
关键词 单目视觉 激光源倾置 微位移测量
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基于CCD的激光微位移测量系统研究 被引量:13
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作者 赵育良 许兆林 李开端 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-75,共3页
介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He Ne激光器为光源 ,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比 ,... 介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He Ne激光器为光源 ,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比 ,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高 ,并实现了微位移的全自动测量。 展开更多
关键词 CCD 微位移测量 多普勒效应 干涉 HE-NE激光器
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采用频谱分析技术的高分辨率微位移测量方法 被引量:8
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作者 袁纵横 周晓军 +1 位作者 刘永智 周元庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期100-103,共4页
本文提出了具有高分辨率的微位移测量方法。该方法采用频谱分析技术对干涉条纹进行快速傅里叶变换 (FFT)和滤波处理 ,消除了噪声和干扰 ,获得了清晰的干涉条纹。检测处理后的干涉条纹的移动就能准确地测量出位移。采用 CCD摄像机、图像... 本文提出了具有高分辨率的微位移测量方法。该方法采用频谱分析技术对干涉条纹进行快速傅里叶变换 (FFT)和滤波处理 ,消除了噪声和干扰 ,获得了清晰的干涉条纹。检测处理后的干涉条纹的移动就能准确地测量出位移。采用 CCD摄像机、图像卡和计算机 ,结合本文设计的麦克尔逊干涉仪对压电晶体 (PZT)的位移曲线进行了测量。结果表明 ,该方法能达到极高的分辨率 ,在总采样点为 5 12 ,连续测量时 ,最小分辨率达到 1.3nm。 展开更多
关键词 微位移测量 干涉仪 数字涉波 频谱分析
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激光三角法微位移测量技术 被引量:17
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作者 迟桂纯 周肇飞 王世华 《工具技术》 北大核心 1997年第6期37-40,共4页
介绍了激光三角法微位移测量技术的原理、特点及典型的光路布局方案。
关键词 激光三角测量 光路布局 微位移测量
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CCD激光微位移测量系统的测量头设计 被引量:8
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作者 石成英 朱满林 姜勤波 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期40-41,共2页
:CCD位移测量装置就是运用CCD技术设计的一种超高精度高速非接触激光位移测量仪器。其中测量头的设计是影响测量精度和测量系统整体性能的最主要因素。
关键词 CCD激光 光学系统参数 微位移测量系统 测量头设计
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金属球纳米级微位移测量电路的分析 被引量:5
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作者 韩丰田 高钟毓 赵绍君 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第8期24-27,共4页
转子位移检测环节是静电悬浮轴承的重要组成部分 ,位移测量电路的性能直接影响到转子在电极球腔中的定中精度。介绍了一种高精度转子位移测量电路的工作原理 ,分析了各个环节的特性。测试结果表明 ,电路性能与理论分析结果吻合较好 ,位... 转子位移检测环节是静电悬浮轴承的重要组成部分 ,位移测量电路的性能直接影响到转子在电极球腔中的定中精度。介绍了一种高精度转子位移测量电路的工作原理 ,分析了各个环节的特性。测试结果表明 ,电路性能与理论分析结果吻合较好 ,位移测量电路的分辨率、灵敏度、线性测量范围、零位稳定度及通频带等指标可以满足高精度静电悬浮轴承的要求。 展开更多
关键词 微位移测量 电容电桥 静电轴承 电路分析
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基于空间频域算法的白光干涉微位移测量法 被引量:6
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作者 王军 陈磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期874-877,共4页
为了满足光学及精密机械领域精密测量的要求,提高微位移器位移量的测量精度,在对传统的接触式干涉仪改造的基础上,采用空间频域算法计算出了白光干涉图零级条纹的中心位置,并根据零级条纹中心的移动量得到待测的微位移量。该方法能够测... 为了满足光学及精密机械领域精密测量的要求,提高微位移器位移量的测量精度,在对传统的接触式干涉仪改造的基础上,采用空间频域算法计算出了白光干涉图零级条纹的中心位置,并根据零级条纹中心的移动量得到待测的微位移量。该方法能够测量连续和阶跃变化的位移量。实验以压电陶瓷微位移装置(PZT)为例,测试了其电压-位移曲线,测量重复性达到1nm。结果表明,该方案稳定有效,不易受噪声和色散的影响,测量重复性好。 展开更多
关键词 光干涉计量 微位移测量 空间频域算法 接触式干涉仪
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激光高阶回馈微位移测量系统设计及误差分析 被引量:2
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作者 曾召利 屈学民 +2 位作者 文峻 李维娜 张敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期487-491,共5页
设计了一套基于激光高阶回馈效应的微位移测量系统,介绍了其工作原理,给出了系统中光学单元、机械单元和信号处理及细分单元的设计方法及关键参数。对设计完成的测量系统与PI位移台进行了比对测试,实验结果表明系统的分辨率达到0.7 nm,... 设计了一套基于激光高阶回馈效应的微位移测量系统,介绍了其工作原理,给出了系统中光学单元、机械单元和信号处理及细分单元的设计方法及关键参数。对设计完成的测量系统与PI位移台进行了比对测试,实验结果表明系统的分辨率达到0.7 nm,并对测量系统进行了误差分析。激光高阶回馈微位移测量系统不但分辨率高,而且还具有结构简单和性价比高等优点,在精密位移测量中具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 激光高阶回馈 微位移测量 误差分析
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基于对称金属包覆波导的高精度微位移测量 被引量:3
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作者 桑明煌 李新华 +1 位作者 余子星 戴海浪 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第2期111-115,共5页
利用对称金属包覆波导中超高阶导模对入射角度高度灵敏的特性,提出了一种新型的实时高精度微位移测量方法.与将压电材料置于导波层中不同,该方法是在压电材料上粘合一平面镜,并放置于一凸透镜的焦平面处.当对压电材料加载电压而产生微... 利用对称金属包覆波导中超高阶导模对入射角度高度灵敏的特性,提出了一种新型的实时高精度微位移测量方法.与将压电材料置于导波层中不同,该方法是在压电材料上粘合一平面镜,并放置于一凸透镜的焦平面处.当对压电材料加载电压而产生微位移时,经凸透镜返回的2条边缘光线会产生微小的入射角度变化,从而引起反射光强的急剧改变.该方法的微位移测量精度和测量范围分别为0.5和170nm,且具有结构简单、实时测量等优点,可应用于微机电系统和精密控制领域. 展开更多
关键词 对称金属包覆波导 超高阶导模 微位移测量
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CCD激光微位移测量头在应用中的问题及对策 被引量:2
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作者 石成英 姜勤波 +1 位作者 王少龙 林辉 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期78-79,共2页
CCD激光微位移测量头是利用三角法原理设计的一种高精度非接触激光微位移传感器。由于CCD激光微位移测量头的特定结构和工作原理所决定 ,要使得其达到设计精度 ,在实际使用中必须满足几个重要条件。
关键词 CCD激光微位移测量 三角法 传感器 测量精度
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光纤激光器自混合干涉微位移测量研究 被引量:2
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作者 郝辉 何向东 郭冬梅 《南京师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期46-50,58,共6页
研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位... 研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义. 展开更多
关键词 自混合干涉 光纤激光器 微位移测量 相位调制
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半导体激光Fabry-Perot干涉波长的微位移测量仪 被引量:2
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作者 杨秀芳 王小明 +1 位作者 刘月明 郭彦珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期916-918,共3页
设计了一种基于FabryPerot干涉波长测量仪.这种测量仪使用两个FabryPerot干涉腔,其中一个作为测量腔、另一个作为参考腔,测量腔的一个反射面与被测对象安装在一起,参考腔的一个反射面与压电陶瓷安装在一起.根据透射光谱中心波长与其干... 设计了一种基于FabryPerot干涉波长测量仪.这种测量仪使用两个FabryPerot干涉腔,其中一个作为测量腔、另一个作为参考腔,测量腔的一个反射面与被测对象安装在一起,参考腔的一个反射面与压电陶瓷安装在一起.根据透射光谱中心波长与其干涉腔长之间的关系,当参考腔与测量腔的透射光谱中心波长完全重合时,对纳米级微位移实现实时测量.光源采用半导体激光器,可获得所需要的波长值和波长变化范围.实验结果表明,这种测量仪测量误差不大于1.5nm,该精度可以满足精密机械加工、光电子和微电子加工以及纳米级测量技术等领域的精度要求. 展开更多
关键词 Fabry—Perot干涉仪 微位移测量 半导体激光 透射光谱
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双干涉式微位移测量系统的研究与性能改善 被引量:1
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作者 李志全 吴朝霞 唐旭晖 《传感技术学报》 CAS CSCD 2000年第3期216-219,共4页
本文提出的光扫描光纤传输双 Fabry- Perot干涉系统用于测量绝对为微位移 ,该系统把扫描波长作为内部转换参数 ,采用参考长度与敏感头间隙长度比较 ,从而得到绝对测量值 .
关键词 光纤传感器 光纤干涉仪 微位移测量 性能
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基于激光干涉的接触式微位移测量仪 被引量:2
15
作者 王淑珍 谢铁邦 《工具技术》 2010年第1期105-108,共4页
介绍的基于激光干涉的微位移测量仪具有分辨率高、结构简单、成本低的特点。该微位移测量仪由基于迈克尔逊激光干涉原理的微位移测量装置、工作台、光电阵列、信号处理电路、计算机及数据处理软件等组成。该测量仪位移测量理论分辨力可... 介绍的基于激光干涉的微位移测量仪具有分辨率高、结构简单、成本低的特点。该微位移测量仪由基于迈克尔逊激光干涉原理的微位移测量装置、工作台、光电阵列、信号处理电路、计算机及数据处理软件等组成。该测量仪位移测量理论分辨力可以达到0.01nm,特别适合范围在微米及微米以下的位移测量,可用于MEMS器件的位移检测,压电器件位移检测等。 展开更多
关键词 计量学 微位移测量 激光干涉 十字片簧铰链 光电阵列
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大口径自适应镜面微位移测量系统设计 被引量:6
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作者 左恒 刘志民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1612-1620,共9页
针对大口径自适应副镜镜面变形量小、变化频率高、微变形难以精确测量的难题,设计一种基于电容检测芯片Pcap01-AD和STM32F103的镜面变形检测系统。首先,根据音圈电机驱动的变形镜的特点提出基于电容位移传感的变形镜微变形测量方案。然... 针对大口径自适应副镜镜面变形量小、变化频率高、微变形难以精确测量的难题,设计一种基于电容检测芯片Pcap01-AD和STM32F103的镜面变形检测系统。首先,根据音圈电机驱动的变形镜的特点提出基于电容位移传感的变形镜微变形测量方案。然后,进行该测量系统的硬件和软件设计,其中硬件部分由电容检测芯片Pcap01接口电路、单片机STM31F103最小系统和供电部分构成,软件部分包括实现电容数字信号采集的C程序设计、Pcap01-AD与单片机的通讯程序和数据处理程序。最后,设计实验平台进行多次试验。试验测试结果表明,在变形镜±50μm的位移区间内,测量灵敏度为200pF/3μm,10nm的位移量对应的电容变化为0.067pF。该系统测量精度高、误差小、检测效率高,能够用于自适应镜面的变形检测,同时也适用于其他微小位移的检测。 展开更多
关键词 自适应副镜 微位移测量 Pcap01电容数字转换芯片 STM32F103单片机
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空间域相位调制干涉仪用于微位移测量
17
作者 巩稼民 王琪琨 +1 位作者 梁青 方强 《应用光学》 CAS CSCD 1999年第2期40-44,共5页
本文从波动光学的干涉理论出发,描述了空间域相位调制干涉测量位移的原理。给出干涉仪的系统构成原理。比较空间域相位调制与时间域相位调制的异同点。指出空间域相位调制的特点。提出空间域相位调制干涉仪的两种工作状态,即单条纹和... 本文从波动光学的干涉理论出发,描述了空间域相位调制干涉测量位移的原理。给出干涉仪的系统构成原理。比较空间域相位调制与时间域相位调制的异同点。指出空间域相位调制的特点。提出空间域相位调制干涉仪的两种工作状态,即单条纹和双条纹工作状态。最后给出位移测量结果。 展开更多
关键词 干涉仪 空间域相位调制 微位移测量
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旋光效应在微位移测量中的实验研究
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作者 俞志根 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第8期34-36,共3页
微位移测量原理有许多种,利用偏振光的旋光效应是一种高效、简洁、精确的新方法。旋光效应是指单色线偏振光在沿光轴方向通过石英晶体时,透射出来的光的振动面会产生旋转的物理现象,其旋转角度与晶体厚度有关。用激光器、起偏器、石英... 微位移测量原理有许多种,利用偏振光的旋光效应是一种高效、简洁、精确的新方法。旋光效应是指单色线偏振光在沿光轴方向通过石英晶体时,透射出来的光的振动面会产生旋转的物理现象,其旋转角度与晶体厚度有关。用激光器、起偏器、石英晶体、千分尺等设计了一个微位移测试系统,测试表明:其测量精度能达到0.1μm,测量范围可达300μm,相对误差不超过±1%,能满足各种仪器仪表的微位移测量要求,可广泛应用于精密微位移检测系统中。 展开更多
关键词 旋光效应 微位移测量 线偏振光 石英晶体
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偏正无关光纤干涉仪及其微位移测量应用
19
作者 叶有祥 周盛华 梅海平 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第4期330-334,共5页
提出了一种与偏振无关的新型光纤干涉仪,采用端面镀膜的光纤自聚焦准直器,结合球凸透镜构成共光路光纤干涉仪,其探测光与参考光在同一根普通单模光纤中共光路传输,有效消除了偏振衰落影响。通过理论建模分析,并采用高精度的压电陶瓷作... 提出了一种与偏振无关的新型光纤干涉仪,采用端面镀膜的光纤自聚焦准直器,结合球凸透镜构成共光路光纤干涉仪,其探测光与参考光在同一根普通单模光纤中共光路传输,有效消除了偏振衰落影响。通过理论建模分析,并采用高精度的压电陶瓷作为稳定信号源,搭建了微位移测量平台,实测了三角波驱动电压信号与对应的干涉信号。研究了不同扫描电压下,压电陶瓷位移和驱动电压的关系。实验结果表明,该光纤干涉仪可实现微小位移的精密测量,在超精密机床振动、微型机械、传感等方面具有应用价值。 展开更多
关键词 微位移测量 光纤干涉仪 共光路干涉
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触针式光电三维微位移测量系统设计及标定 被引量:9
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作者 于唤唤 张宏伟 +1 位作者 张晓杰 刘敏 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第7期616-623,共8页
提出了一种触针式微位移测量系统的设计方法。该系统通过悬臂梁探针感知微位移变化,通过光学方法对微位移进行放大,并根据微位移测量系统的光路建立了该系统的数学模型,并对数学模型中的系统参数的标定方法进行了分析。完成了微位移测... 提出了一种触针式微位移测量系统的设计方法。该系统通过悬臂梁探针感知微位移变化,通过光学方法对微位移进行放大,并根据微位移测量系统的光路建立了该系统的数学模型,并对数学模型中的系统参数的标定方法进行了分析。完成了微位移测量系统中铍青铜材料低弹性系数的悬臂梁和耐磨探针的设计,最后搭建了系统的实验平台,并在此硬件的基础上完成了参数标定实验和量块及圆柱样件的测量实验,并对圆柱测量数据进行了测头半径补偿,系统测量曲面的精度达到了7 m。实验表明该系统能够很好地应用于微纳测量实验中。 展开更多
关键词 微位移测量 悬臂梁 参数标定 半径补偿
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