摘要：针对纳米计量高分辨力的要求，应用光学倍程法设计了一套基于Michelson激光干涉仪原型的多倍程激光干涉系统。该系统光源由保偏光纤直接导入，采用共光路、立体空间布局设计。通过建立模型分析该干涉系统的几何特性，得出移动镜偏转对该系统带来的影响可以得到有效补偿，因而光路具有很好的稳定性。出射的参考光与测量光始终保持平行，便于干涉系统光路的整体布局与信号接收，同时易于光路的调节从而获得对比度高、信噪比好的干涉信号。

摘要：为了消除气体轴承固有纳米级微振动,需要研究气体止推轴承上气和排气的瞬态过程。应用流体力学方程,计算得到气体轴承的外特性。设计一个适用于气膜厚度为微米量级的气体轴承实验机构,进行不同负载下气体轴承上气和排气过程的实验。实验结果较好地验证了理论分析的合理性,上气过程随着负载的增加出现初速度不为零的阶跃过程,排气过程中气膜厚度的变化随压强的变化呈现三次函数关系。为下一步控制研究提供重要的理论和实践基础。

摘要：工业CT的空间分辨力是指从CT图像中能够分辨特定的最小几何细节的能力,是评价一台工业CT系统测量能力的重要参数之一.为了提升工业CT的测量能力及成像质量,需要对其空间分辨力进行校准实验.针对这一问题设计出栅格形及交叉形分辨力线对卡,使用光刻工艺完成其研制过程,并基于此结合本底校正等图像处理方法进行了系统二维空间分辨力校准实验,通过调制传递函数MTF计算出实验系统的空间分辨力数值,验证了此方法可用于校准CT分辨力的实验意义.最后,对如何提升测量准确度的问题进行了探讨.

摘要：根据纳米计量分辨力的要求,设计一套共焦法布里-珀罗(F-P)干涉显微测头。系统光源采用保偏光纤直接导入,从F-P腔外入射。光路设计成便于减小光学共模噪音的差动形式。通过建立模型分析系统光学特性,得出反射平板的最佳反射率以及共焦结构对干涉条纹的影响。实验验证表明反射平板反射率为40%时可以使系统得到对比度高,信噪比好的干涉条纹;针孔光阑可以方便寻找测量透镜的焦点和减小杂散光的噪音;系统轴向分辨力达到0.2nm。

摘要：介绍了我们研制的一种高精度、具有计量学意义的原子力显微镜测头.该显微测头与其它部件协同工作在50 mm×50 mm×2 mm的测量范围内实现纳米级精度的测量.测头采用光束偏转法检测探针悬臂的微小偏移,由单模保偏光纤引入半导体激光作为光源.该测头安装有3个立体反射镜作为激光干涉仪的参考镜.样品与原子力显微镜测头的相对位置可以由激光干涉仪直接读数,可溯源到米国际定义及国家基准上.激光干涉仪的布置无阿贝误差.测头采用立体光路设计,结构紧凑.测头厚度小于20 mm,质量约200 g,却实现了100 mm的反射光程.使用该测头测得与量块表面的力-距离曲线,还测得标称高度300 nm SiO2台阶样板的图像,分辨率优于0.05 nm.