为完成快速、精确的外观轮廓度量，设计了一种新型纳米级精度分光路双频干涉度量系统。系统由低频差双频激光干涉度量模块和微探头及二维工作台两部分组成。微探针以轻敲式接近样品至几十纳米时，受原子力作用发生偏转，利用双频干涉模块度量其纵向偏转量，并对样品进行梳状式度量得到外观形貌。根据双频激光的实际光源，对原有双频干涉度量理论进行了改进提高。进行了系统组建和实验验证。结果表明：系统具有纳米级精度，可用于超精样品外观轮廓度量。

研制闭环控制的用于角度标定与测量的分度装置,该装置以永磁直流力矩电机驱动精密轴系主轴的运转带动角度分度盘的转动,以圆光栅测量系统检测主轴的转动角度.由电流环、速度环和位置环组成的闭环控制系统实现零误差分度定位控制.研究圆光栅测量信号处理中信号细分形成的系统非线性误差对分度精度的影响,建立误差修正模型.经检定,系统在±5°的角度范围内分度精度达到±0.2",定位重复性0.06".

在忽略剪切振动、弯曲振动、扭转振动和横效应振动的近似条件下，分析了压电双晶片的纵效应振动。从压电方程和波动方程出发，推导出了厚度伸缩振动模式的阻抗频响和导纳频响，并在此基础上得到了纵效应振动的一般导纳公式。推导出纵效应振动的等效电路，绘制出阻抗频率响应曲线。另外，采用有限元软件对压电双晶片进行了静态变形、动态特性分析，同时进行了静态和动态测试。将理论计算、有限元分析和实验测试结果进行比对分析，三者结果吻合。

根据Sasian的面对称光学系统的象差理论,全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ,以及立方畸变。建议将Bzier曲面引入后视镜设计,计算和实验都表明Bzier曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。

电子产品高度集成化与高性能化发展,对超精表面及亚表面无损伤性要求越来越高.为实现纳米尺度分辨率、大视场表面损伤检测,利用原子力微悬臂探针设计了一种新型超精表面缺陷探测系统,采用柔性机构进行微悬臂探针俯仰与倾斜度微调,利用压电双晶片实现接触、非接触以及轻敲3种不同探测模式.系统特性实验表明该探测系统位移分辨率可达2 nm,共振频率90 Hz,满足超精表面缺陷检测系统性能要求.

应用相移干涉术测量物体表面微观形貌时,相移器的移相误差直接影响测量精度.在四帧干涉图情形下,推导出了对移相误差不敏感的相位解算方法.算法将相移误差因子作为中间可代换变量,它的大小随机变化不影响相位计算结果,即相位计算式与相移误差因子无关.对标准正弦样板进行的实验验证表明,该算法有效地抑制了移相误差对形貌测量的影响,进一步提高了表面微观形貌的测量精度和测量可靠性、提高了测量系统的整体性能指标.

和传统光谱仪相比,微型光谱仪的分辨率较低,但由于它体较小、价格便宜等优点广泛应用于许多测量、控制领域.讨论了微型光谱仪结构特点、关键技术和发展趋势;对多种微型光谱仪的工作原理和相应的工艺流程做了较为详细的总结;结合国内微型光机电系统制作工艺,分析了几类微型光谱仪的制作难点及其设计方案的可行性.探讨了在分辨率要求不太高的情况下微型光谱仪的多个潜在应用领域.

设计了一种专用于平面波导微型光谱仪的Taper耦合器。推导了基于三维有限差分光束传播法的标量方程，并利用光束传播法和透明边界条件对耦合器的耦合效率进行了模拟计算和分析。结果表明，Taper耦合器结构稳定，耦合效率高，可满足微型光谱仪的应用要求。

原麦汁浓度是啤酒生产过程中的一项重要指标。溶液的折射率是其浓度的函数，全反射的临界角与其浓度之间有一一对应关系。利用线阵CCD做为高精度探测器件，检测全反射临界角的变化，可测量溶液的浓度。临界角的变化与电源的波动及光源的强度变化等因素无关，并且溶液中的固体颗粒、小气泡等不影响检测精度。研制了一种在线检测原麦汁浓诬的测试仪器，介绍了仪器的光学结构及数据处理方法。现场测量精度为±0．1（以浓度表示）。

本文根据液压系统的综合实验实际需求 ，在 LabVIEW 软件平台的基础上对综合性液压试验平台进行设计。介绍了该试验台的系统结构和硬件设计 ，阐述了测控系统me-采集、信号输出和信号处理以及 PLC通讯的实现方法。