提出可直接检测干涉图的相对光强,解决基于干涉条纹的处理有效检测信息利用率不高的问题,得到全场相移的连续分布,从而重建被测火焰折射率场和温度场的方法.采用该方法对标准轴对称分布的火焰进行模拟计算,并与现有的采用逼近法处理干涉条纹获得的结果进行了比较,证明本文提出的方法精度较高,具有较好的应用价值.

针对光学编码成像的光源强度随时间波动对编码成像结果的影响,研究了编码机制对光源光强变化响应的表现,发现了阿达玛变换光学系统对光源强度波动的特异敏感性规律：像元强度改变量与光源光强波动量成比例;一个编码周期内光源光强的多次波动导致像元强度改变量按次累加但并不导致发散;各次源强度波动对像场强度改变量的分布具有循环性.采用数值模拟方法计算了与1×7阵列像场对应的7阶S矩阵编码成像,结果表明光源光强随时间的变化对编码成像质量有严重影响.指出了在编码成像系统中所用的光源的不稳定性应该受到的限制.

论述了3 mm波段(94 GHz)同步检波Dicke辐射计基于自然变温源的定标方法与特性指标.在水平和垂直两种极化下利用矩形口面的喇叭天线对天空及5种典型的地物目标进行了测量,水泥、沥青、黄土、草地的测量范围为20°～85°,水面为20°～75°,天空为0°～90°;利用带有卡赛格伦天线的3 mm和8 mm辐射计对沥青背景下的金属板进行了对比测量,3 mm和8 mm辐射计天线的3 dB波束宽度分别为0.5°和1.5°.辐射特性测量证明了两种极化间的差别随着表面粗糙度的增加而减小;卡赛格伦天线对金属板测量中,3 mm辐射计比8 mm辐射计可测得更高的天线温度对比度.

成功地将TP77椭圆偏振光测厚仪改装成以卤钨灯或氙灯为光源的广谱椭偏仪.改装后的椭偏仪不含λ/4波长片,而配有一型号为WDG5001A的单色仪和一个X-Y函数记录仪,它可用来测量固体薄膜和片状材料的折射指数n(λ)和消光指数k(λ).

研究了批量产品参考标架的程序自动化校准算法.该算法解决了对于空间中具有平移、对称、旋转及其组合变换关系的批量产品其测量的理论值和实测值之间的变换问题,提出了基于基准点的标架校准技术和误差的评定方法,使批量产品的标架校准由原来的多次重复性复杂手工操作过程变为程序一次性精确校准,实例表明该方法在坐标方向上的精度可达4 μm,角度达到0.012°.

设计了一种用于钙离子光解释放技术的新型荧光显微镜双路耦合聚光系统采用合适的结构及精确的像差校正以保证光能的良好传输率及样本平面上的均匀性.通过光解释放实验证明了该系统适合于光解释放技术的需要.

提出以平面正交衍射光栅作为二维位移工作台计量标准器的方法,随工作台的移动,光栅能同时检测一个平面上两个方向的位移.阐述了正交衍射光栅作为位置检测元件的工作原理及其光路布置方法,二次衍射光线的两两迭加,形成两组干涉条纹信号,且这两组干涉条纹信号的相移与光栅两个正交方向的位移呈正比,通过光电转换和计数细分处理电路得到条纹信号的相移;检测光路布置在工作台下方,通过几组直角棱镜使干涉条纹信号进入光电探测器.实验分析了工作台的测量精度,有效分辨率提高到10nm.

基于偏振相移和相关分析,提出一种高分辨率、方便实现的干涉条纹细分原理.该原理将细分环节由电子线路信号处理部分向前移,通过干涉条纹强度分布综合信息的分析与处理来实现,即通过具有高分辨率的偏振相移操作,对干涉相位进行相位调控,使干涉条纹强度分布回到位移起始时的状态,则与相位调控量对应的光程,即为位移的λ/2小数倍部分.由于偏振相移采用具有极大放大倍数的硬件机械运动实现,因而能取得可靠的高分辨率细分.理论分析和模拟结果显示,该干涉条纹细分原理可容易地达到nm级细分分辨率.

针对超精密定位平台的高精度要求，以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性．在分析超精度气浮定位平台的基础上，建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器（SMC）的系统控制模型，并进行了参数分析和实验研究．结果表明：气浮刚度的增大和阻尼的存在有利于改善平台的定位精度，SMC具有较好的鲁棒性，在受外界干扰较大且存在较大非线性情况下，定位平台仍能达到较好的定位精度．

在Denavit-Hartenberg方法基础上,建立了关节式坐标测量机的数学模型,通过数学仿真实验结合图解法验证了数学模型的合理性.设计一种全新的标定块,采用最小二乘法和迭代法相结合的方法实现了参数的快速标定.结果表明仿人关节式坐标测量机杆件的各项实际参数误差在所允许的范围内,具有较好的实用性和鲁棒性.