相位调制纳米激光干涉仪研制开题报告

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1、填写说明一．本表为研究生进入课题研究和学位论文工作时在导师指导下所做的课题研究报告，为保证硕士研究生有一年以上的时间用于课题研究，博士研究生有二年以上的时间用于课题研究，硕博连读研究生有不少于二年半的时间用于课题研究，研究生应按时开题，并填写开题报告。二．指导教师和所在系所要认真审查研究生选题是否准确、适当（即课题有无理论意义和经济意义，作为攻读学位的研究生研究课题是否适宜，在课题的难度和份量上是否恰当，能否在规定的时间内完成等），实验方案是否合理、可行，并对所选题给予恰当评价。指导教师意见中还可以对研究生的开题报告作某些补充和说明。三．填写本表前系所应

2、组织研究生就选题情况进行公开答辩，提出修改意见。研究生修改定稿后填写本表。经导师、系、学院签署审核意见后复印二份，在第三学期结束前（硕士研究生、博士生）、第四学期结束前（硕博连读生）送学院研究生秘书汇总，二份留学院，原稿由学院研究生秘书送研究生培养科存档。四．博士生、硕博连读研究生需要填写《研究生学位论文开题报告简表》，开题报告的公开答辩的成绩由学院登录。五．本表经批准后必须严格执行。如因特殊原因必须修改计划时，须书面申请，并经导师、系、学院同意后方可修改计划。六．如果论文选题有重大变动，必须另行开题。研究生学位论文开题报告简表录取类别（）免试（√）应届

3、生（）其他学习类别（）在职学习（√）脱产学习入学时间2011年9月预计毕业时间2014年5月指导教师第一导师姓名、职称第二导师姓名、职称论文题目：相位调制纳米激光干涉仪研制依托的项目（课题）名称项目（课题）编号、来源项目（课题）的起始时间导师在项目（课题）中作用项目（1）（）主持人（）参加项目（2）（）主持人（）参加自拟项目（）主持人（）参加预计研究的创新点基于迈克尔逊干涉系统，同时利用压电陶瓷促动器产生小幅值的相位调制，有效避免低频漂移和幅值波动，从而提高其测量精度。其他需要说明的事注：选题的依托项目（课题）的起始时间应与博士论文工作必须有一年以上重合

4、期。本简表为博士生（含硕博）研究生学位授予时审核的依据。硕士研究生不填写该页简表。一．学位论文题目：相位调制纳米激光干涉仪研制二．所选课题的来源、目的、意义及该课题在国内外的概况：目的：基于迈克尔逊干涉系统，同时利用压电陶瓷促动器产生小幅值的相位调制，有效避免低频漂移和幅值波动,再通过软件方法实现解调，在对测量信号进行修正和补偿后，最终实现位移量的高精度测量。意义：近年来，随着微电子、超精密加工技术的迅速发展，需要高度可靠、具有快速稳定定位能力、精度达到亚纳米水平的仪器，同时也要求测量结果能够方便地输出和进行数据处理。激光干涉仪具有高测量灵敏度和高测量精

5、度的特点，并且能够和电子技术、计算机技术相结合，实现测量的高速化、自动化而被作为精密计量元件广泛应用于仪器仪表及机床等方面。本课题对信号的处理方法不同于传统激光干涉仪的位移直接测量，而是采用相位调制的方法，既保留了迈克尔逊系统结构简便、处理速度快、分辨率高的优点，而且压电陶瓷促动器的周期相位调制降低了环境中各种噪声对信号的影响，因此在很大程度上提高了系统测量的准确性，很容易实现高精度的测量。国内外概况：目前最先进的纳米激光干涉仪多来自工业发达国家，我国因起步较晚，与发达国家尚有差距。国内外主要生产企业：国外：美国Agilent（安捷伦）公司、美国国家标准

6、技术研究院（NTST）、日本Yoshida（吉田）公司、英国Renishaw（雷尼绍）公司、英国国家物理实验室（NPL）、德国联邦物理技术研究院（PTB）等等。国内：清华大学、中国计量科学研究院、北京电子显微镜实验室等等都获得了纳米或者亚纳米的测量精度。-1-三．课题研究的主要内容及拟解决的问题和预期效果：主要内容：系统的框图如图1所示，相位调制纳米激光干涉仪，包括光路部分和信号处理部分。信号处理部分又包括信号发生器和信号解调部分。信号发生器的主要作用是控制驱动压电陶瓷驱动器（PZT）的运动。图1系统框图拟解决问题：1.光路部分的设计；2.信号处理部分信

7、号发生器的驱动电路程序设计；3.光电转换电路的设计和发生装置对调制信号检测及处理电路的测试与验证；4.基于Labview的软件解调信号方法及信号处理。预期效果：1.构建相位调制纳米激光干涉仪精密位移测量系统；2.各模块正常工作；3.最后的信号可实现对位移的准确测量；4.系统达到结构简便、测量快速、精度高的要求。-2-四．实验设计方案及所需要的主要设备、仪器、材料（名称、规格型号）及其数据（实验大纲另订）。设计方案：光通过光路部分检测到四路信号，四路信号通过光电转换电路然后再将模拟信号转换成数字信号送入计算机进行处理，得出的数据即可以分析出运动光臂的位移和

8、方向。光路部分如图2所示。LS：HE-NE激光器PBS1：偏振分光陵镜1PBS2