【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2021 年 6月 14日 設(shè)計(jì)題目 干涉測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 20210191 專業(yè)班級 光信息 091班 指導(dǎo)教師 院系名稱 儀器科學(xué)與光電工程 目 錄 中文摘要 .............................................................. 1 英文摘要 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一章 緒 論 ........................................................ 3 課題的背景及意義 .......................................... 3 發(fā)展現(xiàn)狀及前景 ............................................ 3 本文研究內(nèi)容及方法 ........................................ 5 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ) ............................................. 7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .......................................... 7 系統(tǒng)主要模塊 .............................................. 8 系統(tǒng)工作原理 .............................................. 8 系統(tǒng)性能及指標(biāo) ............................................ 9 第三章 干涉儀光學(xué)設(shè)計(jì) ................................................ 10 工作原理 ................................................. 10 ZEMAX軟件介紹 ............................................ 11 ZEMAX仿真實(shí)現(xiàn) ............................................ 12 模式選擇 ........................................... 12 非序列模式下建立的模型 ............................. 13 等厚干涉 ........................................... 15 等傾干涉 ........................................... 17 結(jié)果分析 ................................................. 18 器件選擇 ................................................. 19 第四章 計(jì)數(shù)器電子設(shè)計(jì) ................................................ 21 計(jì)數(shù)器基本簡介 ........................................... 21 計(jì)數(shù)器各部分結(jié)構(gòu)及選擇 ................................... 21 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) ........................................... 22 移相系統(tǒng) ........................................... 22 光電轉(zhuǎn)換模塊 ....................................... 25 細(xì)分辨向電路 ....................................... 26 計(jì)數(shù)顯示模塊 ....................................... 30 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS192 ................................ 31 結(jié) 論 ............................................................... 34 致 謝 ............................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................. 36 1 干涉測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 ： 光學(xué)干涉測量技術(shù)是以光波干涉原理為基礎(chǔ)的一門技術(shù)，不但是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的重要方法，而且廣泛應(yīng)用于其它學(xué)科。與一般的光學(xué)測量方法相比，光學(xué)干涉測量技術(shù)具有更高的靈敏度和精度。因?yàn)楦缮鎯x 是以干涉條紋來反映被測物理量，如位移、折射率、波長等的變化信息。 文章 主要 介紹了一種基于邁克爾遜干涉儀的微小長度測量裝置的設(shè)計(jì)方案， 分析了對計(jì)數(shù)進(jìn) 行干擾的幾種因素以及其 排除的方法。設(shè)計(jì)應(yīng)用光電變換原理， 通過 光信號轉(zhuǎn)換 為 電信號，再經(jīng)適當(dāng)處理，把干涉條紋變化的數(shù)量用計(jì)數(shù)器記錄 并 顯示出來 ，與常規(guī)讀數(shù)顯微鏡測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比 。 測試結(jié)果表明該儀器具有原理簡單 、 測量精度高 、容易實(shí)現(xiàn) 、更加直觀 等特 點(diǎn)，可作為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來設(shè)置， 推廣性強(qiáng) 。 關(guān) 鍵 詞： 靈敏度、精度、 邁克爾遜干涉儀；微小長度測量； 干擾；顯示 。 2 Design of interference measurement system Abstract: Optical interferometry is a technology based on optical interference principle，method is not only important in experimental physics， but also widely used in other disciplines. Compared with the optical measurement method，optical interferometry has greater sensitivity and the interferometer is based on interference fringe to reflect the measured physical quantity， change information such as displacement， refractive index， wavelength. This paper mainly introduces a design scheme of the small length measuring device based on Michelson interferometer, analyzes several factors disturbing the count and the method of elimination. Design and application of photoelectric transformation principle, the optical signals are converted to electrical signals, after proper treatment, the number of interference fringes is displayed by the counter, pared with conventional measuring data reading microscope. The test results show that the instrument has the characteristics of simple principle, high accuracy, easy realization, more intuitive, can be used as experimental innovation design of university physics laboratory to set, the promotion of strong. Keywords: sensitivity。 precision。 Michelson interferometer。 the small length。 disturb。 displayed 3 第一章 緒 論 測量在工業(yè)中是不可缺少的，如長度的測量，位移的測量，速度的測量等等。不同的應(yīng)用，要求的測量精度不同，因而需要用不同的手段去實(shí)現(xiàn)。 課題的背景及意義 隨著近代工業(yè)的迅速發(fā)展，微位移測量變得十分重要，且現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對微位移測量的精度和方式提出了更多更高的要求。 以長度或位移的測量為例，當(dāng)測量精度要求為毫米量 級時(shí)，用普通米尺就足夠了，而卡尺的測量精度則可達(dá)到百分之一毫米。 進(jìn)行更精密的測量 時(shí) ，特別是對運(yùn)動(dòng)物體的位置 測量，傳統(tǒng)方法就有些力不從心了。 干涉測量技術(shù)是以光的干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行測量的一門技術(shù)。在激光 出現(xiàn)以后，加之電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 干涉技術(shù)得到了長足進(jìn)展。 因光學(xué)干涉具有更 測量 高的測試靈敏度和準(zhǔn)確度，其得到了廣泛的發(fā)展。常用的