光學與我們每個人的生活有著密切的聯(lián)系。而在科技日新月異的當下而叼，光學技術更是被廣泛運用到工業(yè)的各個領域儡羔，從成像光學到機器視覺靶橱，從光學材料到顯示技術，從光學照明到人造太陽，從激光制造到激光武器勘伺，從光纖通信到量子通信遭京，都是利用光學技術和光學基本原理得以實現(xiàn)的技術狰腌。而光學測量技術在光學領域有著重要地位悦施。
常見光學精密測量技術
1.光斑分析和測量技術
光斑測量與激光技術是緊密相關的，在激光器行業(yè)有著非常廣泛的運用绊困，激光光斑測量是評價激光光束質量的主要手段文搂，是指導激光設計，制造和裝配的重要依據(jù)秤朗。評價激光光束質量的指標主要涉及這些方面：1.光束的發(fā)散角和傾斜度煤蹭。發(fā)散角是用來衡量光束從束腰向外發(fā)散的速度，可以用來表征激光的準直性能取视。光束傾斜度是表征光束偏離出光面垂軸方向的程度硝皂，圖1所示為表征激光光束的常見參數(shù)。2.光斑尺寸作谭。測量光斑不同徑向的直徑大小稽物，表征光斑尺寸，可以用于評估激光作用范圍折欠，特別在激光加工領域有著廣泛的運用贝或。圖2所示為激光光斑在空間傳播的光斑大小演變圖，可以計算激光光束的數(shù)值孔徑和Z小光斑尺寸锐秦。3.橢圓度咪奖。用于表征激光光束的圓形程度，是激光光束的一個重要參數(shù)农猬。眾所周知，半導體激光器分為垂直腔面發(fā)射激光器和邊發(fā)射激光器售淡，由于發(fā)光原理不同斤葱，光斑的長短軸的長度存在明顯差異，測量激光光斑的橢圓度揖闸，有助于判定激光光束質量是否符合使用要求揍堕。4.激光功率。激光能量反應激光的發(fā)光強度汤纸，在激光加工領域是表征激光加工能力大小的關鍵指標衩茸，光斑測量技術可以對光斑的能量分布進行測量和表征。
圖1.光斑的特征參數(shù)
圖2.激光光束空間傳輸光斑的測量結果
2.透射率與反射率檢測技術
當前針對不同的檢測對象贮泞，已經(jīng)發(fā)展出了多種的透射率和反射率的檢測方法楞慈。但是這些測試方法大多數(shù)都是基于光譜分析的測量技術幔烛。測量透射率的常見方法包括：單色儀型分光光度計測試方法，干涉型光譜分析系統(tǒng)測量方法囊蓝，偏光檢測分析方法等饿悬。反射率測量的常見方法包括：單次反射光譜分析測試方法，多次反射光譜分析測試方法和激光諧振腔測試方法等聚霜。
光譜測量方法中有很多因素會影響透射率和反射率精度狡恬，這些因素主要包括：D1，被測樣品的口徑大小蝎宇。當樣品小于光斑尺寸時弟劲，需要采用光闌來限制光束的大小。第二姥芥，被測樣品楔形角的影響兔乞。為減小該因素的影響，可以使光束盡量準直撇眯，并且盡量采用大口徑的積分球探測器报嵌。第三，光線偏振效應熊榛。盡量讓樣品垂直放置锚国，并且加上偏振測試裝置。第四玄坦，光譜儀的光譜分辨率血筑。選擇合適的分辨率，濾光片要求較高的分辨率煎楣。第五豺总，空氣中某些充分吸收帶的影響。比如空氣中的二氧化碳吸收择懂，解決措施是樣品室里面充氮氣喻喳。第六，被測樣品后表面的影響困曙。測試透過率時不可避免引入后表面的影響表伦，需要通過計算消除這種影響。
3.光學相干檢測技術
由于激光的相干技術測量的尺度通常與激光波長相當慷丽，當前被廣泛運用于精密測量技術蹦哼，其中自混合干涉技術（SMI）技術正在被廣泛運用于傳感器領域。激光自混合干涉效應指的是在激光測量中要糊，激光器發(fā)出的光被外部物體反射或散射纲熏，部分光反饋會與激光器腔內光相混合，引起激光器的輸出功率、頻率發(fā)生變化局劲，引起輸出的功率信號與傳統(tǒng)的雙光束干涉信號類似勺拣，所以被稱為SMI。由于反射物的不同位置和相對移動速度會引起不同的SMI干涉頻率容握，利用這種物理現(xiàn)象宣脉，如果事先做好標定和校準就可以實現(xiàn)對微小振動和位移的精確測量。
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