激光光束实时监测与自动准直系统设计

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移。

Tunable phase-stabilized infrared parametric laser source

This paper reports that the tunable self-phase-stabilized infrared laser pulses have been generated from a two-stage optical parametric amplifier. With an 800 nm pump source, the output idler pulses are tunable from 1.3 mu m to 2.3 mu m, and the maximum output energy of the idler pulses is higher than 1 mJ at 1.6 mu m by using 6 mJ pump laser. A carrier-envelope phase fluctuation of similar to 0.15 rad (rms) for the idler pulses is measured for longer than one hour by using a home build f-to-2f interferometer.

近衍射极限半导体激光束波面检测

在星间半导体激光通信系统中，如何检测发射光束波面的质量是个较难处理的问题，为了较好地解决这一问题，在简单介绍白光横向双剪切干涉仪的基础上，报道了用此干涉仪对近衍射极限半导体激光光束波面的检测，在此基础上推导出计算远场发散度的公式。实验测得近场光束的波高差为0．2A，通过夫朗和费衍射求得光束的发散度仅为64．8μrad，这表明光束接近光学衍射极限。同时，表明双剪切干涉仪灵敏度高、实用性好。

星间激光通信光束微弧度跟瞄性能检测装置的设计原理

基于矢量折射定理，研究了透射光束通过双棱镜实现微弧度量级偏转的设计原理，解决了星间激光通信精跟瞄检测的难题。推导了正交双棱镜实现光束偏转的精确公式，提出以水平张角和垂直张角表达光束视场，并说明了单棱镜实现光束偏转的一般情况。根据设计指标和计算结果确定了棱镜的主要参量，进而对光束的偏转结果进行了数值模拟。最后的实验结果与模拟结果基本一致。结果表明：取棱镜棱角α为4°时，棱镜每旋转1’，透射光束变化约1μrad；分别控制双棱镜在其最小偏向角一侧小角度偏转，可以实现光束在水平方向和垂直方向500μ范围内的精确扫

精确标定光弹调制器的新方法

针对现有光弹调制器标定方法的不足，提出了一种精确标定光弹调制器的新方法。首先利用起偏器、波片、光弹调制器和检偏器构成标定光路．通过寻找探测信号基频分量的极大值进行粗略标定，使光弹调制器的峰值延迟量处在1．841rad附近。然后撤走波片形成光弹凋制器的精确标定光路．在检偏器旋转90°前后获得探测信号的直流分量和二次谐波分量。最后利用这两种探测信号的直流分量和二次谐波分量精确地计算出光弹调制器的峰值延迟量。实验验让了此光掸调制器标定方法，实验结果表明其标定误差仅为0．7％。在此光掸凋制器标定方法中．光弹调制器

Research on a scanner for tilting orthogonal double prisms

The original scanner for tilting orthogonal double prisms is studied to test the tracking performance in intersatellite laser communications. With a reduction ratio of more than 100 times from the change rate of the angle of beam deviation to that of the tilting angle of each prism, the theoretical analysis performed, as well as the verification experiment, indicates that the scanner can meet the requirements of the scanning accuracy superior to 0.5 mu rad with the scanning range greater than 500 mu rad and can facilitate the mechanical structure design. (c) 2006 Optical Society of America.

高准确度光束偏转装置的设计与分析

基于矢量折射定理推导了光束经过正交双棱镜后的偏转表达式．给出了装置的主要设计参量；用数值模拟的方法分析了主要误差项，求出了总误差和实际准确度指标．结果表明，光束在水平张角及垂直张角500μrad内可实现准确度优于0．8μrad的偏转，偏离准确度主要受随机误差影响；反映到棱镜转角上的总误差为12．72arcsec，引起的光束偏离误差为0．365μrad。大于系统读数分辨率0．0387μrad，且小于光束偏离准确度指标0．8μrad．

Measurement of the wavefront of a laser diode system for intersatellite communication by a Jamin double-shearing interferometer

The frame of a laser diode transmitter for intersatellite communication is concisely introduced. A simple, novel and visual method for measuring the diffraction-limited wavefront of the transmitter by a Jamin double-shearing interferometer is proposed. To verify the validity of the measurement, the far-field divergence of beam is additionally rigorously analysed in terms of the Fraunhofer diffraction. The measurement, the necessary analyses and discussion are given in detail. By directly measuring the fringe widths and quantitatively interpreting the interference fringes, the minimum detectable wavefront height (DWH) of the wavefront is only 0.2 gimel (the distance between the perfect plane wavefront and the actual wavefront at the transmitting aperture) and the corresponding divergence is only 65.84 mu rad. This indicates that the wavefront approaches the diffraction-limited condition. The results show that this interferometer is a powerful tool for testing the semiconductor laser beam's wavefront, especially the diffraction-limited wavefront.

一种基于PSD器件的改进型角度测量方法

提出一种基于平行平板干涉仪的改进型角度测量方法。为了实现较大的偏转角度测量，该平行平板干涉仪引入了一位置探测系统。平面反射镜的引入提高了角度测量的分辨率。实验验证了可在近3度的范围内实现被测偏转角度的高精度测量。并且作为一位相调制型干涉仪，其小角位移测量实验的重复精度可达5.5×10^(-8)rad。

Parallel plate interferometer with a reflecting mirror for measuring angular displacement

A parallel plate interferometer with a reflecting mirror for measuring angular displacement is proposed. A deflection angle of a beam caused by an angular displacement is amplified by use of a reflecting mirror to increase the optical path difference (OPD) in the plane-parallel plate, which provides high sensitivity of the phase measurement. Detection of light transmitted through the plane-parallel plate with a position sensitive detector (PSD) enables high accurate measurement of the initial angle of incidence to the plane-parallel plate with insensitivity to stray light. The improved parallel plate interferometer achieves a measurement repeatability of 10(-8) rad. (C) 2007 The Optical Society of Japan.

平行平板角位移干涉测量仪的优化设计

提出一种可提高平行平板角位移干涉测量仪测量精度的优化设计方法。对角位移干涉测量系统进行了误差分析，讨论了影响角位移测量精度的主要因素。分析了在干涉仪光路中入射到平行平板上的初始入射角度、平行平板的折射率以及厚度等参数的选取对角位移测量精度的影响。结果表明，优化选取最佳的初始入射角度以及元件参数，并在干涉光路中附加引入一平面反射镜形成光程差放大系统，可实现的角位移测量精度达10-8 rad数量级。

一种测量光刻机工件台方镜不平度的新方法

提出一种新的步进扫描投影光刻机工件台方镜不平度测量方法。以方镜平移补偿量与旋转补偿量为测量目标,使用两个双频激光干涉仪分别测量工件台在x和y方向的位置和旋转量；将方镜不平度的测量按照一定的偏移量分成若干个序列,每一个序列包括对方镜有效区域的若干次往返测量；根据所有序列的测量结果计算出方镜的旋转补偿量；为每一个序列建立临时边界条件,并据此计算出每一序列所测得的方镜粗略平移补偿量；采用三次样条插值与最小二乘法建立每一个序列间的关系,以平滑连接所有测量序列得到精确的方镜平移补偿量。结果表明,该方法用于测量方镜平

一种基于平板横向剪切干涉的角位移测量方法

在一种已有的角位移干涉测量技术的基础上,提出一种改进的角位移测量方法。通过选择合适的初始入射角,使从平板前后表面反射的两光束实现剪切干涉。采用一维位置探测器测量光束经透镜会聚后在探测器光敏面上的光点偏移量。根据干涉信号的相位和光点偏移量可以计算出被测物体的角位移。在该测量方案中,引入的一平面反射镜与被测物体的反射面形成光程差放大系统,提高了角位移测量灵敏度。分析了初始入射角对剪切比的影响,并讨论了基于该方案的角位移测量精度。实验结果表明,基于该技术的角位移重复测量精度达到10-8 rad数量级。

一种检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法。将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过程引入误差的线性模型,根据最小二乘原理计算出干涉仪测量系统的非正交性。实验结果表明,利用该方法使用同一硅片在不同旋转角下进行测量,干涉仪测量系统非正交因子的测量重复精度优于0.01 μrad,坐标轴尺度比例的测量重复精度优于0.7×10-6。使用不同的硅片进行测量,非正交因子的测量再现性优于

一种使用双棱镜的动态小角度测量方法

提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法。使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉,通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量。由于采用位置探测器(PSD)对测量臂中两平行光束的间距进行测量,简化了测量方程,消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求。通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制,形成准外差干涉测量模式,提高了光程差的测量精度。实验验证了该方法的可行性,并讨论了影响小角度测量精度的误差因素。研究结果表明,基于该方法的动态小角度的重