| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 主要符号索引表 | 第16-18页 |
| 第一章 绪论 | 第18-29页 |
| 1.1 外差激光干涉仪及发展现状 | 第19-25页 |
| 1.1.1 外差激光干涉仪 | 第19-20页 |
| 1.1.2 外差激光干涉仪的技术现状与发展 | 第20-25页 |
| 1.2 外差干涉仪非线性的研究概况 | 第25-27页 |
| 1.2.1 非线性理论与检测方法研究的状况 | 第25-26页 |
| 1.2.2 非线性误差补偿和校正方法研究的状况 | 第26-27页 |
| 1.3 论文研究的主要内容和研究线路图 | 第27-29页 |
| 第二章 外差干涉仪的基本理论与测量原理 | 第29-45页 |
| 2.1 光波的偏振及其描述 | 第29-35页 |
| 2.1.1 光波的波动方程 | 第29-30页 |
| 2.1.2 一般的电磁平面波与谐电磁平面波 | 第30-32页 |
| 2.1.3 光的偏振态 | 第32-35页 |
| 2.1.3.1 椭圆偏振 | 第33-34页 |
| 2.1.3.2 线偏振和圆偏振 | 第34-35页 |
| 2.2 光波偏振的琼斯计算方法 | 第35-39页 |
| 2.2.1 琼斯矢量 | 第36-37页 |
| 2.2.2 坐标旋转引起的琼斯矢量变换 | 第37-38页 |
| 2.2.3 琼斯矩阵表示法 | 第38-39页 |
| 2.3 光外差干涉的基本原理与多普勒频差 | 第39-42页 |
| 2.3.1 光外差干涉的基本原理 | 第39-41页 |
| 2.3.2 多普勒频差 | 第41-42页 |
| 2.4 外差激光干涉仪的测量原理 | 第42-44页 |
| 本章小结 | 第44-45页 |
| 第三章 外差干涉仪非线性分析与测试 | 第45-65页 |
| 3.1 外差干涉仪的非线性与基本测量关系 | 第45-50页 |
| 3.1.1 外差干涉仪非线性的概念 | 第45-48页 |
| 3.1.2 外差干涉仪非线性的特性 | 第48-49页 |
| 3.1.3 外差干涉仪的基本测量关系 | 第49-50页 |
| 3.2 影响非线性相位移主要因素分析 | 第50-61页 |
| 3.2.1 激光光源 | 第50-52页 |
| 3.2.2 普通分光镜 | 第52-53页 |
| 3.2.3 偏振分光镜 | 第53-55页 |
| 3.2.4 波片 | 第55-58页 |
| 3.2.4.1 PBS之前的波片对非线性相位移的影响 | 第56页 |
| 3.2.4.2 PBS与反射镜之间的波片对非线性相位移的影响 | 第56-58页 |
| 3.2.5 偏振片 | 第58-59页 |
| 3.2.6 反射镜 | 第59-61页 |
| 3.3 干涉仪非线性相位移及温度稳定性测试 | 第61-63页 |
| 3.3.1 干涉仪非线性相位移测试 | 第61-63页 |
| 3.3.2 干涉仪温度稳定性的测试 | 第63页 |
| 本章小结 | 第63-65页 |
| 第四章 外差干涉仪非线性相位补偿方法分析与研究 | 第65-89页 |
| 4.1 典型的非线性补偿方法和技术概述 | 第65-71页 |
| 4.1.1 双相位测量法 | 第66页 |
| 4.1.2 非线性的细分 | 第66-67页 |
| 4.1.3 椭圆拟合的非线性校正方法 | 第67-70页 |
| 4.1.3.1 校正的基本原理 | 第67-69页 |
| 4.1.3.2 基于最小二乘法原理的椭圆拟合校正算法 | 第69-70页 |
| 4.1.4 基于频谱分析的参数估计修正方法 | 第70-71页 |
| 4.2 非线性相位补偿方法的提出 | 第71-74页 |
| 4.2.1 现有典型非线性补偿和校正方法总结 | 第71-72页 |
| 4.2.2 非线性相位补偿方法的提出及其描述 | 第72-74页 |
| 4.2.2.1 非线性相位补偿方法的基本原理 | 第72-74页 |
| 4.2.2.2 非线性相位补偿方法的描述 | 第74页 |
| 4.3 非线性相位补偿方法的分析 | 第74-85页 |
| 4.3.1 二向色性偏振片及其特性分析 | 第75-81页 |
| 4.3.1.1 分子型偏振片的结构与性能指标 | 第75-76页 |
| 4.3.1.2 二向色性偏振片特性分析 | 第76-81页 |
| 4.3.2 非线性相位补偿方法的分析 | 第81-85页 |
| 4.4 非线性相位补偿方法的初步验证 | 第85-88页 |
| 本章小结 | 第88-89页 |
| 第五章 外差干涉仪非线性相位补偿系统研究 | 第89-118页 |
| 5.1 具有非线性相位补偿的外差干涉仪组成原理 | 第89-90页 |
| 5.2 干涉测量系统特性分析 | 第90-96页 |
| 5.2.1 光路结构及误差分布 | 第90-95页 |
| 5.2.1.1 理想状况的误差分布 | 第91-94页 |
| 5.2.1.2 全误差分布 | 第94-95页 |
| 5.2.2 干涉测量系统的输入输出关系 | 第95页 |
| 5.2.2.1 无相位补偿的输出与输入的关系 | 第95页 |
| 5.2.2.2 有相位补偿的输出与输入的关系 | 第95页 |
| 5.2.3 测量反射镜移动速度和偏振片旋转速度分析 | 第95-96页 |
| 5.2.3.1 测量反射镜的移动速度分析 | 第95-96页 |
| 5.2.3.2 偏振片旋转速度分析 | 第96页 |
| 5.3 光学器件及其选型 | 第96-111页 |
| 5.3.1 激光光源 | 第97-99页 |
| 5.3.1.1 横向塞曼双频激光器的工作原理 | 第97-98页 |
| 5.3.1.2 光强比较法稳频 | 第98-99页 |
| 5.3.2 分光镜 | 第99-102页 |
| 5.2.2.1 普通分光镜 | 第99页 |
| 5.2.2.2 偏振分光镜 | 第99-102页 |
| 5.3.3 角锥棱镜 | 第102-107页 |
| 5.3.3.1 结构与基本特性 | 第102-103页 |
| 5.3.3.2 理想角锥棱镜的基本特性分析 | 第103-104页 |
| 5.3.3.3 存在直角误差角锥棱镜的反射特性 | 第104-107页 |
| 5.3.4 1/4 波片 | 第107-111页 |
| 5.3.4.1 1/4 波片基本特性分析 | 第108-110页 |
| 5.3.4.2 1/4 波片在外差干涉仪光路中的作用 | 第110-111页 |
| 5.3.5 偏振片 | 第111页 |
| 5.4 控制系统组成及要求 | 第111-116页 |
| 5.4.1 控制系统的组成 | 第112页 |
| 5.4.2 对控制系统的要求 | 第112-116页 |
| 5.4.2.1 响应速度与补偿一次的时间 | 第112-114页 |
| 5.4.2.2 控制的准确性 | 第114-115页 |
| 5.4.2.3 控制方式 | 第115-116页 |
| 本章小结 | 第116-118页 |
| 第六章 非线性相位补偿方法实现技术的研究 | 第118-135页 |
| 6.1 非线性相位补偿系统的整体构架 | 第118-119页 |
| 6.2 相位差的检测及其软件的设计 | 第119-120页 |
| 6.3 偏振片伺服控制系统的设计 | 第120-131页 |
| 6.3.1 基于L292的PWM伺服放大器设计 | 第121-125页 |
| 6.3.1.1 L292芯片概述 | 第121-122页 |
| 6.3.1.2 电流环电路参数的设计 | 第122-125页 |
| 6.3.2 位置控制卡及控制器设计 | 第125-131页 |
| 6.3.2.1 位置控制卡概述 | 第125-127页 |
| 6.3.2.2 偏振片伺服控制系统的模型 | 第127-128页 |
| 6.3.2.3 控制器设计与仿真 | 第128-131页 |
| 6.4 控制系统特性分析 | 第131-133页 |
| 6.4.1 频域特性 | 第132页 |
| 6.4.2 时域特性 | 第132-133页 |
| 本章小结 | 第133-135页 |
| 第七章 非线性相位补偿系统试验及数据分析 | 第135-147页 |
| 7.1 试验系统概述 | 第135-139页 |
| 7.1.1 试验系统组成 | 第135页 |
| 7.1.2 纳米位移发生器 | 第135-137页 |
| 7.1.3 光学干涉系统 | 第137-138页 |
| 7.1.3.1 光源 | 第137-138页 |
| 7.1.3.2 光电接收器 | 第138页 |
| 7.1.4 伺服控制系统 | 第138-139页 |
| 7.2 非线性相位补偿试验与结果分析 | 第139-143页 |
| 7.2.1 无相位补偿试验与结果分析 | 第139-141页 |
| 7.2.2 有相位补偿的试验与结果分析 | 第141-143页 |
| 7.3 实验结果总结 | 第143-146页 |
| 本章小结 | 第146-147页 |
| 第八章 总结与展望 | 第147-151页 |
| 8.1 论文完成的主要工作 | 第147-149页 |
| 8.2 论文的创新点 | 第149页 |
| 8.3 对今后工作的展望 | 第149-151页 |
| 参考文献 | 第151-159页 |
| 在攻读博士学位期间公开发表的论文和专利 | 第159-160页 |
| 在攻读博士学位期间完成的项目 | 第160-161页 |
| 致谢 | 第161页 |
