莫尔条纹在测量中的应用
莫尔条纹三维精细测量方法的研究与应用
摘要 :以微 电子基板 的三 维 形 貌测 量 为 背景 , 究 了莫 尔条 纹 精 细 测 量 机 械 量 的机 理 与 方 法 。 研
为微 电子基 板及 其他 信 息产 品 ( 电视 机 荫罩 ) 如 提供 非接 触 、 速 和 高精 度 的测 量技 术 。 快
关 键 词 :莫 尔 条 纹 ;三 维 形 貌 ;测 量 ;图 像 处 理 中 图 分 类 号 : H l3 2 ; 9 . 1 T l 、 l TP 3 1 4 文献 标 志码 : A
2. c o l fM e h nc lEn ie rn S h o c a ia o g n e i g,S n h i o o g U nv r iy h n h i 0 2 0, ia; ha g a J a t n i e st ,S a g a 0 4 Ch n i 2
3. olg fM eh nclEn ie rn C l eo c a ia e gn eig,Do g a Unv riy,S a g a 20 62 Chn ) n Hu iest h n h i 1 0, ia
Abs r t tac :U sn D op g a y m e s e e f m ir ee to c u ta e s he b c r un t s pa e ig 3 t o r ph a ur m nt o c o l c r nis s bs r t a t a kg o d, hi p r su e h e ha s n e h d f a c r t e s r d m e ha c lq ntt t o h M oi6 f i e, t did t e m c nim a d m t o o c u a e m a u e c nia ua iy hr ug r rng whih c p o i d a n n c n a t h g s e d a d hi a c r c e s rn e h q e f r t ir ee to c u ta e r vde o — o t c . i h p e n gh c u a y m a u i g t c niu o he m c o 1 c r niss bsr t
莫尔条纹现象及应用
莫尔条纹现象及应用莫尔条纹现象,即干涉条纹,是由于光的空间干涉而产生的一种光学现象。
当两束具有相干性的光线叠加在一起时,由于光波的干涉,会在光线交叠的地方形成明暗相间的干涉条纹,这就是莫尔条纹。
莫尔条纹是由托马斯·杨德尔·莫尔发现的,在实验中,他将两块玻璃片叠加在一起,在叠加区域内观察到一系列明暗相间的条纹,这便是莫尔条纹。
莫尔条纹的形成是由于两块玻璃片之间存在微小的厚度差异,导致透射光束的相位差,进而产生干涉现象。
莫尔条纹的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用领域:1. 光学测量:莫尔条纹可以用于光学测量中,通过测量干涉条纹的间距和位置,可以计算出被测物体的厚度、形状和表面形貌等参数。
例如,用莫尔条纹可以准确测量薄膜的厚度和折射率。
2. 表面质量检测:莫尔条纹可以用来检测材料表面的平整度和光洁度,对于表面质量的测量和检查非常有用。
通过观察干涉条纹的形态和分布情况,可以判断出表面的缺陷和微小凹凸等问题。
3. 材料分析:莫尔条纹可以用于材料的分析和表征。
通过分析干涉条纹的形状和分布,可以了解材料的光学性质、密度差异等参数。
莫尔条纹还可以用于材料的组成分析,例如通过观察光谱中的干涉条纹,可以判断材料中某些元素的存在和含量。
4. 生物医学应用:莫尔条纹在生物医学领域也有一些应用。
例如,在组织工程和生物材料领域中,莫尔条纹可以用来观察和分析细胞和组织的生长情况,对于研究细胞的形态变化、生长速度等具有重要的意义。
5. 教学和科普:莫尔条纹是光学干涉的基本现象,通过莫尔条纹可以直观地展示和解释干涉现象,有助于学生对光学知识的理解和掌握。
莫尔条纹在光学实验室和科学博物馆中也经常被用于光学展示和科普教育。
总之,莫尔条纹是光学中重要的现象之一,具有广泛的应用价值。
它不仅能用来测量物体的厚度、形状和表面质量,还可以用于材料分析、生物医学研究和教学等领域。
随着科技的不断发展,莫尔条纹的应用前景将会更加广阔。
莫尔条纹的原理应用
莫尔条纹的原理应用什么是莫尔条纹?莫尔条纹是指在两个相互影响的物体表面接触时,形成的一种由亮暗条纹交替组成的图案。
莫尔条纹的出现是由于光的干涉现象引起的。
当两个光线经过不同路径传播并再次相遇时,它们会发生干涉,从而在接触表面上形成亮暗交替的条纹。
莫尔条纹的形成原理莫尔条纹的形成原理可以通过以下步骤来解释:1.光线入射:当光线照射到两个接触表面上时,它们会被反射回来。
2.光线传播:反射回来的光线会在两个接触表面之间传播。
在传播过程中,由于两个表面之间存在微小的差距或凸起,光线会经历不同的路径长度。
3.光线干涉:当两束光线再次相遇时,它们会发生干涉现象。
如果两束光线相位相同,会形成亮条纹,如果相位相反,则会形成暗条纹。
4.条纹模式:通过干涉现象,亮暗条纹交替出现,形成莫尔条纹的特殊图案。
莫尔条纹在实际应用中的作用莫尔条纹不仅仅是一种有趣的物理现象,它在实际应用中也有着广泛的作用。
下面列举了一些莫尔条纹在不同领域中的应用:材料表面检测•莫尔条纹在材料表面检测中起到了重要的作用。
通过观察莫尔条纹的形态和分布情况,可以判断表面是否光滑均匀。
•在电子显微镜中,可以利用莫尔条纹来观察材料的晶体结构和缺陷。
光学测量•莫尔条纹也被广泛应用于光学测量领域。
例如,在光学干涉计中,可以利用莫尔条纹来测量物体的表面形貌。
•在光学薄膜测量中,莫尔条纹可以用来确定薄膜的厚度和折射率等参数。
光学图像处理•莫尔条纹在图像处理中也有着重要的应用。
通过分析莫尔条纹的特征,可以提取图像中的边缘和纹理等信息,用于图像的分割和识别。
生物医学•在生物医学领域,莫尔条纹被应用于显微镜观察中的细胞结构研究,以及光学显微成像中的皮肤表面分析等。
小结莫尔条纹是由光的干涉现象引起的亮暗交替的条纹图案。
它在实际应用中有广泛的作用,包括材料表面检测、光学测量、光学图像处理和生物医学等多个领域。
通过研究莫尔条纹的原理和应用,我们可以更好地理解光的干涉现象,并将其应用于实际生活和科学研究中。
编码器莫尔条纹技术原理
编码器莫尔条纹技术原理
莫尔条纹是一种通过光学编码的技术,常用于编码器中。
编码器是一种用来确
定运动的装置,它将物体的位置或运动转换成电信号。
莫尔条纹技术通过条纹的变化来实现编码,使得编码器能够准确地测量物体的位置和速度。
莫尔条纹是由一组黑白相间的平行条纹组成。
这些条纹的密度会随着位置的变
化而改变。
当一个光源照射到条纹上时,光会被反射或散射。
由于条纹的不规则性,反射或散射的光会在接收器中形成一系列明暗变化的信号。
编码器的工作原理基于光栅盘和光传感器之间的相互作用。
光栅盘是一种具有
莫尔条纹的旋转盘,它被放置在物体上,而光传感器则固定在编码器上。
当物体移动时,光栅盘也随之旋转,通过光传感器检测条纹的变化。
根据信号的变化,编码器可以计算出物体的运动速度和位置。
编码器莫尔条纹技术的优点在于其精确度和稳定性。
由于莫尔条纹的密度具有
高度变化的特点,能够提供高分辨率的位置测量。
此外,莫尔条纹技术还可以有效地抵抗光线的干扰和机械震动的影响,从而提高了编码器的可靠性。
总之,编码器莫尔条纹技术是一种基于光学编码的高精度测量技术。
通过利用
莫尔条纹的变化来实现位置和速度的测量,编码器能够准确地反映物体的运动状态。
莫尔条纹技术的高分辨率和稳定性使得它在工业领域中具有广泛的应用前景。
物理实验中微小位移量的几种光学测量方法
物理实验中微小位移量的几种光学测量方法在物理实验中,微小位移量的测量是一个重要的环节。
纳米级的位移量可以帮助我们研究非常微小的事物。
而光学测量方法是一种高精度、非接触式的测量方法,被广泛应用于微小位移量的测量中。
本文将介绍几种常用的光学测量方法。
一、白光干涉法白光干涉法是一种常用的测量光程差的方法。
在实验中,利用Michelson干涉仪产生干涉条纹,通过计算干涉条纹的移动距离,可以得到微小位移量的数值。
在白光干涉法中,由于光波长的分散性质,光源的发光波长不同,因而干涉条纹的颜色也随着移动位置的改变而改变。
通过光谱技术,可以将光源发的不同波长的光分离开来,进一步减小误差。
白光干涉法的优点是光源便宜易得,采样快速;缺点是对光源的光谱性质要求较高,需要对光源进行调整。
二、激光干涉法与白光干涉法相比,激光干涉法具有光源单色性好、光强稳定等优点。
激光干涉法也是一种非常重要的光学测量方法。
激光干涉法的原理与白光干涉法相同,所不同的是,激光干涉法使用的是激光的单色性,因此绝大部分的激光干涉仪是由He-Ne激光器作为光源。
激光干涉法的优点是可使干涉条纹清晰明显,易于处理数据;缺点是激光器使用成本较高。
三、莫尔条纹法莫尔条纹法是利用干涉现象测量表面形状和表面变形的方法。
在莫尔条纹法中,将一系列的‘条纹’透射到平整或有形状的表面上,通过观察条纹的特殊布局和消失位置等,可以得到表面的变化信息。
莫尔条纹法的主要优点是测量精度高、分辨能力强,其测量原理基于光学干涉,不易受到外界干扰,具有快速、高效等特点。
四、激光视轮法激光视轮法是一种利用激光束对物体进行带有方向的扫描,然后依据扫描的结果来测量物体表面形状和位移量等的方法。
在实验中,将激发的光束反射到物体表面,同时维持一定角度的斜向照射,通过扫描预先设定区域,生成一个三维物体的表面形状的图像。
激光视轮法的优点是测量精度高、成像速度快、测量能力强等,目前已被广泛应用于工程领域、生物医学领域等多个领域。
莫尔条纹法测玻璃缺陷的原理
莫尔条纹法测玻璃缺陷的原理
莫尔条纹法是一种常用的测量玻璃缺陷的方法,它的原理基于光的干涉现象。
在玻璃表面或内部存在缺陷时,缺陷周围的玻璃会导致光程差的改变,进而产生干涉条纹。
当平行光射入玻璃表面时,一部分光会经过反射,一部分光会透射入玻璃内部。
如果玻璃表面存在一个缺陷,例如凹陷或凸起,那么在缺陷周围的玻璃表面就会存在一个不规则的曲面。
根据光的反射定律,光线在缺陷周围会发生折射和反射,形成反射光和透射光。
这两束光会在缺陷附近相遇并产生干涉。
根据干涉理论,当两束光的光程差为波长的整数倍时,会产生明条纹;而当光程差为半波长的奇数倍时,会产生暗条纹。
在莫尔条纹法中,通过观察玻璃表面的条纹模式,可以确定缺陷的位置、形状和大小。
莫尔条纹法的实施步骤如下:首先,在玻璃表面涂上一层胶或油脂,并在其上方放置一块平面玻璃。
当光线透过两层玻璃时,会在缺陷周围产生干涉。
通过调整平面玻璃与玻璃表面的距离,可以改变光线的干涉状况,进而观察到不同的条纹模式。
根据条纹的形态变化,可以判断缺陷的性质。
例如,当平面玻璃与玻璃表面接触时,会出现圆形或椭圆形的暗纹,这表示玻璃表面存在一
个凸起的缺陷。
而当平面玻璃与玻璃表面分开时,暗纹会变成明纹,表示玻璃表面存在一个凹陷的缺陷。
总之,莫尔条纹法利用光的干涉现象,可以有效地测量玻璃缺陷的形状、位置和大小。
这种非接触的测量方法在玻璃制造和质量控制的过程中具有重要的应用价值。
莫尔条纹测试技术
1
莫尔条纹测试技术
整理课件
2
目录
• 莫尔条纹技术简介 • 莫尔条纹技术基础 • 莫尔形貌(等高线)测试技术 • 莫尔测试技术应用
整理课件
3
令人惊奇的条纹动画
整理课件
4
莫尔条纹技术简介
• 引言:
• 莫尔(Moire)一词在法文中的原意是表示水波纹或波状 花纹。当薄的两层丝绸重叠在一起并作相对运动时,则形 成一种漂动的水波型花样,当时就将这种有趣的花样叫做 莫尔条纹。
只让一个方向的衍射光通过,滤掉
其它方向的光束,以提高莫尔条纹
G1
的质量。
如图示
18
(-1,0)
(0,-1)
(0,0)
-1
(1,-1)
0
(0,1) (1,0)
(1,1)
1
(1,2)
G2 双光栅的衍射级
(-1,0) (-1,1) (0,0)
(0,1)
(1,0) f′ G2
衍射光的干涉
整理课件
19
莫尔条纹技术基础
• ②衍射原理
➢2)衍射光的干涉
➢由一级组(0,1)和(1,0)两光束相干所形成的光强分布按余弦 规律变化,其条纹方向和宽度与用几何光学原理分析的结果相 同。
➢但是在考虑同一组中各衍射光束干涉相加的一般情况下,莫 尔条纹的光强分布不再是简单的余弦函数。通常,在其基本周 期的最大值和最小值之间出现次最大值和次最小值。即在其主 条纹之间出现次条纹、伴线。
播放中播…放…动画
整理课件
11
环形莫尔条纹
播放播中放…动…画 单击准备演示
整理课件
12
辐射形莫尔条纹
单击播准放备动演画示
莫尔条纹演示实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解莫尔条纹的原理;2. 观察并分析莫尔条纹的特点;3. 掌握莫尔条纹在光学测量中的应用。
二、实验原理莫尔条纹是两条或两条以上等间距的平行线或两个物体之间以恒定角度和频率发生干涉的视觉结果。
当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。
莫尔条纹的特点包括:条纹间距的固定性、颜色一致性、方向性等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:莫尔条纹演示装置、光源、屏幕、尺子、游标卡尺;2. 实验材料:透明薄膜、刻度尺、白纸。
四、实验步骤1. 准备工作:将透明薄膜贴在刻度尺上,使刻度尺与透明薄膜平行;2. 光源照射:将光源照射到透明薄膜上,使光线透过透明薄膜;3. 观察现象:将白纸放在透明薄膜的另一侧,观察并记录莫尔条纹的形状、间距、颜色等特点;4. 测量条纹间距:使用尺子测量莫尔条纹的间距,并记录数据;5. 测量角度:使用游标卡尺测量透明薄膜与刻度尺之间的角度,并记录数据;6. 分析结果:根据实验数据,分析莫尔条纹的特点及其在光学测量中的应用。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过实验观察,发现莫尔条纹呈现出明暗相间的条纹,条纹间距固定,颜色一致,且具有一定的方向性。
2. 分析结果:(1)莫尔条纹的间距固定:根据实验数据,莫尔条纹的间距与透明薄膜的刻度间距一致,说明莫尔条纹的间距是固定的。
(2)莫尔条纹的颜色一致:实验中观察到的莫尔条纹颜色一致,说明在同一颜色范围内,莫尔条纹的颜色是一致的。
(3)莫尔条纹的方向性:通过改变透明薄膜与刻度尺之间的角度,发现莫尔条纹的方向也随之改变,说明莫尔条纹具有方向性。
六、结论1. 通过本实验,成功演示了莫尔条纹的形成过程,掌握了莫尔条纹的特点;2. 莫尔条纹在光学测量中具有广泛的应用,如位移测量、角度测量等;3. 本实验有助于加深对光学现象的理解,提高学生的实践能力。
七、实验拓展1. 尝试使用不同厚度的透明薄膜进行实验,观察莫尔条纹的变化;2. 探究莫尔条纹在光学干涉测量中的应用,如波长测量、相位测量等;3. 研究莫尔条纹在光学器件中的应用,如光栅、全息图等。
莫尔条纹现象与应用
莫尔条纹现象与应用一、莫尔条纹现象的定义与原因莫尔条纹是一种由于光的干涉引起的光学现象,被广泛应用于光学研究、材料分析和光学仪器中。
它是由于入射光波与被测物体表面反射光波叠加产生的干涉效应所形成的明暗交替的条纹图案。
莫尔条纹的形成原理是基于反射光的相位差引起的干涉现象。
当光波从一个介质(如空气)射入到另一个介质(如透明薄膜或材料表面)时,由于介质密度的差异,光波会发生折射或反射。
当入射光与反射光经过叠加形成干涉时,会在观察者的视野中出现明暗相间的条纹图案,即莫尔条纹。
二、莫尔条纹的应用1. 表面形貌分析:莫尔条纹可用于表面形貌的分析和测量。
通过观察莫尔条纹的形态和变化,可以推断出被测表面的形状、平整度和微小的凹凸等。
这在材料科学和工程中具有重要的应用,如材料加工的质量检测和表面光学元件的制备等。
2. 光学材料的研究:莫尔条纹经常被用于研究光学材料的厚度和折射率等性质。
通过测量莫尔条纹的间距或变化,可以计算出材料的厚度或折射率,并用于材料的性能评估和选择。
3. 光学仪器的检测与校准:莫尔条纹可以用作光学仪器(如干涉仪、显微镜等)的检测与校准工具。
通过观察莫尔条纹的形态和亮度变化,可以判断光学仪器的性能是否正常,同时也可以进行仪器的校准和调整。
4. 光学薄膜的制备与分析:莫尔条纹在光学薄膜制备中具有重要的应用。
通过观察和分析莫尔条纹的特征,可以评估和优化光学薄膜的制备过程,以达到所需的光学性能,如抗反射、滤波和分光等。
总结:莫尔条纹现象是由光的干涉引起的光学现象,其应用广泛涵盖表面形貌分析、光学材料研究、光学仪器的检测与校准以及光学薄膜的制备与分析等领域。
莫尔条纹的形态和变化为我们提供了了解和探究材料和光学现象的重要工具,对推动光学科学与技术的发展具有重要作用。
莫尔条纹测量金属线膨胀系数
莫尔条纹测量金属线膨胀系数以莫尔条纹测量金属线膨胀系数为题,本文将介绍莫尔条纹的原理及其在测量金属线膨胀系数中的应用。
一、引言金属线在受热或受力作用下会发生膨胀,而膨胀系数是描述金属线膨胀程度的物理量。
莫尔条纹是一种常用的测量金属线膨胀系数的方法,其原理基于光的干涉现象。
二、莫尔条纹的原理莫尔条纹是由于两个光源通过同一透明介质照射到金属表面上产生的干涉现象。
当光线从空气经过介质照射到金属表面上时,会发生反射和折射。
在金属表面上形成的干涉条纹可以用来观察金属表面的形变情况,从而间接测量金属线的膨胀系数。
三、莫尔条纹的测量方法1. 实验装置准备:将光源照射到透明介质上,使光线通过介质射到金属表面。
透明介质可以是玻璃或者水,光源可以是激光或者白炽灯。
2. 观察干涉条纹:在金属表面上观察干涉条纹的变化情况。
当金属受热或受力导致膨胀时,干涉条纹会发生位移或形状变化。
3. 计算膨胀系数:根据莫尔条纹的变化情况,可以通过计算位移或形状变化来得到金属线的膨胀系数。
1. 非接触式测量:莫尔条纹测量金属线膨胀系数不需要触碰金属线,可以避免对金属线产生干扰,提高测量的准确性。
2. 高精度测量:莫尔条纹测量方法可以达到亚微米级的精度,可以满足对金属线膨胀系数高精度要求的实际应用。
3. 快速测量:莫尔条纹测量方法可以实时观察金属线的变化情况,可以快速得到金属线的膨胀系数。
五、莫尔条纹测量金属线膨胀系数的应用1. 工程材料研究:莫尔条纹测量方法可以用来研究不同材料的线膨胀系数,从而评估材料的热膨胀性能。
2. 热力学研究:莫尔条纹测量方法可以用来研究金属线在不同温度下的膨胀系数,为热力学研究提供基础数据。
3. 工程应用:莫尔条纹测量方法可以用于工程实际中的温度补偿、热应力分析等领域,提高工程设计的准确性和可靠性。
六、总结莫尔条纹是一种常用的测量金属线膨胀系数的方法,其原理基于光的干涉现象。
通过观察莫尔条纹的变化情况,可以间接测量金属线的膨胀系数。
简述莫尔条纹测量位移的原理
简述莫尔条纹测量位移的原理
莫尔条纹测量位移的原理基于光的干涉现象。
当光通过透明薄片或者在两个平行光学零件之间发生干涉时,会在光学零件表面产生一系列亮暗交替的条纹,称为莫尔条纹。
莫尔条纹的形成是因为光波的相位差引起的干涉现象。
当光波传播的距离差为波长的整数倍时,两个光波的相位差为整数倍的2π,此时两个光波会相干叠加变为亮纹;当光波传播的距
离差为波长的奇数倍加上半个波长时,两个光波的相位差为奇数倍的π,此时两个光波相干叠加变为暗纹。
通过观察莫尔条纹的变化,可以得到光学零件表面的形变情况。
当一个物体发生位移或形变时,光经过物体的路径长度也会发生改变,因此在观察莫尔条纹时会产生一系列位置发生偏移的条纹。
测量位移时,首先在待测物体表面产生莫尔条纹,然后通过调整物体的位置或形状,使得莫尔条纹发生变化。
根据莫尔条纹的变化情况,可以计算出位移的大小。
莫尔条纹测量位移的原理可以应用于许多领域,如微位移测量、形变测量等。
它具有测量精度高、非接触性强的特点,被广泛应用于工程领域和科学研究中。
莫尔条纹原理及应用文库
莫尔条纹原理及应用文库莫尔条纹原理是指当两个光波在相遇时,由于波的干涉现象产生了一系列彩色条纹的现象。
这种现象可以通过一种叫做莫尔条纹的仪器来观察和分析。
莫尔条纹原理是基于光波的干涉现象,即两个光波在相遇时会产生干涉条纹。
当两个光波相位差相等时,即波峰与波谷完全重合,产生条纹位置最亮;当两个光波相位差为1/2波长时,即波峰与波谷完全相差波长的一半,此时产生条纹位置最暗。
所有的主条纹是等宽度分布的,且主条纹越靠近干涉中心,对比度越高,条纹越密集。
莫尔条纹广泛应用于光学实验和工程领域。
首先,莫尔条纹可以用来检测和测量表面的平整度和形状。
通过观察条纹的形状和密度变化,可以判断表面是否平整,是否存在凹凸不平的缺陷。
这在工业制造中特别重要,如机械零件的加工和装配过程中,可以通过莫尔条纹来判断零件是否符合要求。
其次,莫尔条纹还可以用来检测光学元件的表面质量和透明度。
通过观察莫尔条纹在透明薄片或光学元件上的变化,可以判断材料的均匀性和透明度。
这对于光学设计和光学器件制造是非常重要的,可以帮助提高光学元件的质量和性能。
另外,莫尔条纹还可以应用于光学显微镜和光学显微摄影中。
在显微镜观察中,通过调节干涉仪的参数,可以得到清晰的条纹图像,进而观察微小细节。
而在光学显微摄影中,通过使用莫尔条纹仪器,可以增加图像的对比度和清晰度,从而得到更好的显微摄影效果。
此外,莫尔条纹还可以应用于材料的应力分析。
当材料受到外力作用时,会产生应力分布的变化。
通过观察莫尔条纹的变化,可以间接地得到材料的应力分布情况。
这对于材料研究和结构设计是非常重要的,可以帮助优化材料的结构和性能。
总之,莫尔条纹原理是基于光波干涉现象的一种现象,通过观察和分析干涉条纹可以得到很多有用的信息。
莫尔条纹在光学实验和工程领域有着广泛的应用,能够帮助优化光学元件的质量和性能,提高制造过程的效率和精度,同时也能用于材料的应力分析和结构设计等领域。
莫尔条纹原理及应用
光学设计实验莫尔条纹原理及应用学生姓名:指导教师:所在学院:物理学院所学专业:物理学中国·长春2014 年6 月一、中文摘要目前,以莫尔条纹技术为基础的光栅线性位移传感器发展十分迅速,光栅长度测量系统的分辨率达到纳米级,测量精度已达 0.1um,已成为位移测量领域各工业化国家竞争的关键技术。
它的应用非常广泛,几乎渗透到社会科学中的各个领域,如机床行业、计量测试部门、航空航天航海、科研教育以及国防等各个行业部门。
本文首先详细阐述了莫尔条纹的形成机理,当计量光栅为粗光栅时,莫尔条纹形成机理用遮光阴影原理解释,当计量光栅为细光栅时,则用衍射干涉原理解释。
然后系统介绍了基于莫尔条纹技术的光电测量仪器的设计原理,它由光栅读数头和对莫尔条纹信号进行处理的电子学部分组成,光栅读数头包括光栅副,光电接收元件,由光源和准直镜组成的照明系统,以及必要的光阑、接收狭缝、调整机构等。
最后提出了基于光栅莫尔条纹干涉计量技术的一种新的应用,即把光栅线性位移传感器应用在数字读数显微镜上,数字读数显微镜包括光学系统、控制与显示系统、CCD 摄像机与显示器四部分,其中,控制与显示系统是设计的核心模块,是基于 FPGA 技术实现的,它包括倍频鉴相模块、可逆计数模块、显示控制和显示接口模块。
经过大量的理论研究和实践测试工作,我们已经把光栅莫尔条纹技术成功地应用在数字读数显微镜上,实现了对被测物体线性位移的精密测量,测量分辨率达到 0.5um,测量精度达到±1um。
设计中用 CCD 摄像头代替目镜可以避免传统的肉眼观察的不便。
关键词:莫尔条纹,光栅读数头,FPGA,数字读数显微镜二、英文摘要At the present time, grating linear movement sensor based on grating Moiré fringe interferometry technology has developed rapidly.Grating movement measurement system has reached the nanometer level resolution, measuring accuracy than 0.1um.It is widely used, almost penetrated into the social sciences in various fields, such as the machine tool industry,test measurement,aerospace navigation,national defense,education and scientific research in all industry sectors.This paper first described in detail the formation mechanism of Moire fringe,when the measurement grating for coarse grating, the moire fringe formation mechanism of the shadow of the principle of using sunscreen to explain, when the measurement grating for fine grating, then explained by diffraction interference principle. And then systematically introduced the principle of design of grating linear movement sensor based on Grating Moire fringe technology, grating linear movement sensor is composed of grating reading-head and Moire fringe signal processing electronics components.Grating reading-head include Grating pair, the lighting system composed of light source, collimation mirror, the essential diaphragm, received slot and adjusted organization, etc. Finally, a new kind of application based on the Moire fringe interferometry technology is proposed, which apply the grating linear movement sensor to the digital reading microscope. The digital reading microscope includes optical system, control and display system,CCD camera and display four parts, among them, it is the key module that is designed to control with the display system, which is based on FPGA technology and mainly concludes four fold-frequency and direction-judgment module,reversible counter module,displaying control module and displaying interface module.After a lot of theoretical research and practical testing,we have already applied grating Moire fringe technology to the digital reading microscope successfully,which has made the accurate measurement of linear displacement of the testee become true, and the measured resolution has reached 0.5um, the measurement accuracy has reached ± 1um. CCD camera instead of eyepiece can avoid the inconvenience of traditional visual observation.Keywords: Moire Fringe, Grating Reading Head, FPGA, Digital Reading Microscope三、正文1、问题提出光栅莫尔条纹技术是一门既古老又现代的测量技术。
摩尔条纹实验报告
光学设计实验莫尔条纹原理及其应用学生姓名:周波指导教师:李金环所在学院:物理学院所学专业:物理学(公费)中国·长春2014年6月莫尔条纹原理及应用一、摘要:目前,以莫尔条纹技术为基础的光栅线性位移传感器发展十分迅速,光栅长度测量系统的分辨率达到纳米级,测量精度已达 0.1um,已成为位移测量领域各工业化国家竞争的关键技术。
它的应用非常广泛,几乎渗透到社会科学中的各个领域,如机床行业、计量测试部门、航空航天航海、科研教育以及国防等各个行业部门。
本文详细阐述了莫尔条纹的形成机理,当计量光栅为粗光栅时,莫尔条纹形成机理用遮光阴影原理解释,当计量光栅为细光栅时,则用衍射干涉原理解释,以及相关公式的推导过程。
然后系统介绍了莫尔条纹的有关应用以及光栅传感器的原理和应用。
说明了微小偏向角的测量原理及方法,到达对莫尔条纹的进一步理解和认识。
关键词:莫尔条纹,光栅传感器,微小偏向角二、英文摘要at the present time, grating linear movement sensor based on grating moiré fringeinterferometry technology has developed rapidly.grating movement measurement systemhas reached the nanometer level resolution, measuring accuracy than 0.1um.it iswidely used, almost penetrated into the social sciences in various fields, such asthe machine tool industry,test measurement,aerospace navigation,nationaldefense,education and scientific research in all industry sectors. this paper describes in detail the formation mechanismof moiré fringes, when thegrating is coarse grating , moiré fringe formation mechanism explained by shadingshadow principle, when the grating is fine grating diffraction interferometry,withthe explanation,the reasoning process and the correlation formula. then introducesthe application of grating sensor principle and application of moiré fringe.the smalldeviation angle measuring principle and method, tof urther understanding of moiré fringe. keywords: moire fringe,grating sensor,deviation angle三、正文1、问题提出光栅莫尔条纹技术是一门既古老又现代的测量技术。
基于莫尔条纹的金属杨氏模量测量
属丝伸长而移动,将 10 cm 长度内含有 140 条黑线的光栅固定在支架上保持不动,2 个光栅重叠形成了间距
10 mm 的莫尔条纹,在砝码作用下条纹移动的距离达几毫米,用游标卡尺直接测量即可,无需显微镜等复杂
观测设备,测得的实验结果与用读数显微镜方法同步测量的结果一致,利用 2 个不同光栅平行覆盖能够测量
ZHAO Jie, YANG Siyuan
(College of Chemical Engineering and Machinery, East Liaoning University, Dandong 118003, China)
Abstract: In order to transform the measurement of small elongation into the measurement of the moving distance of the enlarged Moire fringe, two different gratings are covered in parallel to form the Moire fringe with straight spacing. When the grating with grid spacing moves, the Moire fringe moves with it too. In the experiment of measuring the Young's modulus of wire by the stretching method, the grating with 150 black lines in 10 cm length is used and it is fixed at the lower end of the wire and moves with the elongation of the wire. The grating with 140 black lines in the 10 cm length is fixed on the bracket and remains motionless. The two gratings overlap to form a Moire fringe with a spacing of 10 mm. Under the action of weight, the fringe moves a distance of several mm, which can be measured directly with a vernier caliper without complicated observation equipment such as a microscope. The experimental results are consistent with those of the original device. By using two different gratings to measure Young's modulus, the experimental device is simpler and easier to operate. Key words: Moire fringe; optical grating; grating pitch; Young’s modulus
莫尔条纹测长细分方法
莫尔条纹测长细分方法莫尔条纹测长细分方法是一种用于精确测量物体长度的方法。
这种方法基于莫尔条纹现象,通过观察和分析物体表面上的干涉条纹来确定其长度。
莫尔条纹现象是由于光的干涉效应而产生的,当两束光线以不同的角度照射到物体表面时,它们会发生干涉,形成一系列亮暗相间的条纹图案。
莫尔条纹测长细分方法的原理是利用物体表面上的莫尔条纹来进行测量。
首先,我们需要将一束平行光照射到待测物体表面,使其产生莫尔条纹。
然后,通过调整观察角度,我们可以看到莫尔条纹的变化,从而确定物体的长度。
在实际应用中,我们通常使用莫尔条纹测长仪来进行测量。
莫尔条纹测长仪是一种专门用于测量物体长度的仪器,它通过调整光源和观察系统的位置,使莫尔条纹清晰可见,并通过测量莫尔条纹的变化来计算物体的长度。
莫尔条纹测长细分方法的优点是测量精度高、测量范围广、操作简便。
由于莫尔条纹测长仪可以通过调整光源和观察系统的位置,使莫尔条纹清晰可见,因此可以实现对不同尺寸和形状的物体进行测量。
此外,由于莫尔条纹测长方法不受物体材料的影响,因此可以应用于多种材料的测量。
然而,莫尔条纹测长细分方法也存在一些限制。
首先,该方法对光源的要求较高,需要保证平行光的照射。
其次,莫尔条纹的解释需要一定的光学知识,对操作者的要求较高。
此外,莫尔条纹测长方法在测量曲面物体时存在困难,因为曲面物体的莫尔条纹分布较为复杂。
为了提高莫尔条纹测长细分方法的测量精度,我们可以采用多种技术手段。
例如,可以使用高精度的光源和观察系统,以及精确的测量装置。
此外,还可以采用数字图像处理技术对莫尔条纹进行分析和处理,进一步提高测量的准确性和可靠性。
莫尔条纹测长细分方法是一种精确测量物体长度的方法。
通过观察和分析物体表面上的莫尔条纹,我们可以确定物体的长度。
虽然莫尔条纹测长细分方法存在一些限制,但通过采用适当的技术手段和改进措施,可以提高测量精度和可靠性,进一步扩展该方法的应用领域。
莫尔条纹_实验报告
一、实验目的1. 了解莫尔条纹的产生原理;2. 掌握莫尔条纹的观察方法;3. 学习利用莫尔条纹进行精密测量。
二、实验原理莫尔条纹是两条或两个物体之间以恒定角度和频率发生干涉的视觉结果。
当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。
莫尔条纹的形成原理:当两个光栅(或物体)相互重叠时,由于光栅间距的不匹配,光栅线之间产生干涉,形成明暗相间的条纹。
当光栅间距变化时,干涉条纹也会发生变化。
三、实验仪器与材料1. 光栅尺;2. 平行光管;3. 分光计;4. 光电传感器;5. 实验台;6. 记录纸;7. 计算器。
四、实验步骤1. 将光栅尺固定在实验台上,确保光栅尺与平行光管的光轴垂直;2. 调节平行光管,使光线垂直照射到光栅尺上;3. 使用分光计测量光栅尺的光栅间距,记录数据;4. 调节光栅尺,使光栅间距发生变化;5. 观察光栅尺上的莫尔条纹,记录条纹间距和形状;6. 利用光电传感器测量光栅尺的位移,记录数据;7. 分析莫尔条纹的间距与光栅尺位移之间的关系,得出结论。
五、实验数据与结果1. 光栅尺的光栅间距:d1 = 0.5mm,d2 = 1.0mm;2. 莫尔条纹间距:Δx1 = 0.2mm,Δx2 = 0.4mm;3. 光栅尺的位移:x1 = 0.1mm,x2 = 0.2mm。
六、分析与讨论1. 莫尔条纹的间距与光栅间距的关系:根据实验数据,莫尔条纹的间距与光栅间距成正比。
即Δx ∝ d,其中Δx为莫尔条纹间距,d为光栅间距。
2. 莫尔条纹的形状与光栅间距的关系:当光栅间距较小时,莫尔条纹间距较大,条纹形状较为粗犷;当光栅间距较大时,莫尔条纹间距较小,条纹形状较为细密。
3. 莫尔条纹的间距与光栅尺位移的关系:根据实验数据,莫尔条纹的间距与光栅尺位移成正比。
即Δx ∝ x,其中Δx为莫尔条纹间距,x为光栅尺位移。
七、结论1. 莫尔条纹的产生原理:莫尔条纹是由两个光栅(或物体)相互重叠,光栅间距不匹配,产生干涉而形成的;2. 莫尔条纹的观察方法:通过调节光栅间距和观察光栅尺上的条纹,可以观察到莫尔条纹;3. 莫尔条纹的测量方法:利用光电传感器测量光栅尺的位移,可以得出莫尔条纹的间距,从而实现精密测量。
简述莫尔条纹的定义
莫尔条纹的本质和影响
莫尔条纹是一种光学现象,它由两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉而产生。
当人们无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种花纹就是莫尔条纹。
莫尔条纹的出现是两条或多条光线或声波之间的相互作用的结果。
在光学中,莫尔条纹通常出现在半色调丝网印刷中,它会对印刷质量产生影响。
在声波中,莫尔条纹则出现在声学成像系统中。
莫尔条纹的本质可以用干涉原理来解释。
当两条光线或声波以相同的角度和频率相遇时,它们会发生干涉。
干涉的结果会导致光线的强度减弱或增强,或者产生明暗相间的条纹。
在半色调丝网印刷中,当不同颜色的网点相遇时,它们会发生干涉,导致莫尔条纹的出现。
莫尔条纹的出现对印刷质量会产生影响。
如果莫尔条纹过于明显,人们可能会无法分辨出印刷品上的一些细节。
此外,莫尔条纹还可能对印刷品的颜色和质量产生影响。
因此,为了降低莫尔条纹的出现,印刷工人需要使用正确的印刷参数和印刷材料,以确保印刷品的质量。
莫尔条纹除了在丝网印刷中存在外,还在其他领域中发挥着重要作用。
例如,在声波成像系统中,莫尔条纹可以用来检测物体的形状和大小。
此外,在光学中,莫尔条纹还可以用来测量物体的距离和形状。
总结起来,莫尔条纹是一种重要的光学现象,它在许多领域中都有着广泛的应用。
当两条光线或声波以相同的角度和频率相遇时,它们会发生干涉,产生莫尔条纹。
莫尔条纹的出现会对印刷品的质量产
生影响,但是在其他领域中,莫尔条纹却发挥着重要的作用。
莫尔条纹的原理
莫尔条纹是一种光学现象,它是由两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉而产生的视觉结果。
当这两条线或两个物体之间的距离非常小时,它们就会相互影响,形成干涉条纹。
这种现象最早由18世纪的法国研究人员莫尔发现,因此也被称为摩尔纹。
在某些情况下,莫尔条纹可以通过彩色条纹的形式出现,这些条纹是由于感光元件的高频干扰造成的。
在技术应用中,莫尔条纹可以用于光栅位移的精密测量。
例如,当偏振光通过晶体时,会发生双折射现象,导致光线振动面的旋转。
如果晶体中存在多个方向的结晶,不同方向的结晶对偏振光的旋转角度不同,从而形成不同颜色和宽度的干涉条纹。
这种干涉条纹在显微镜下观察尤为明显。