毫秒级光栅角位移测量：空间滤波成像实验

"衍射光栅空间滤波成像方法实验研究" 本文主要探讨了一种用于毫秒级分辨力光栅式角位移测量的技术——衍射光栅的空间滤波成像方法。研究从光学设计、制造及空间滤波技术的角度出发，通过实验深入研究了光栅的性能改进。实验中，研究人员基于马赫-曾德尔干涉法设计了多光束全息光栅，并对比分析了矩形光栅和所制作的多光束干涉全息光栅在空间滤波成像处理前后的表现。 实验过程包括两个关键步骤：一是光栅设计与制作。利用马赫-曾德尔干涉仪原理，设计出能够产生多光束干涉的全息光栅。这种设计能够提供更丰富的光束信息，有助于提高角位移测量的精度。二是空间滤波处理。对矩形光栅和全息光栅进行空间滤波成像，目的是减少光栅中的高次谐波，从而优化光栅信号质量。 在检测阶段，实验使用了平行光和点光源两种不同的入射光源，通过面阵CCD和线阵CCD捕获光栅的衍射信息。通过对处理前后光栅的条纹质量、透过率函数和频谱的比较分析，研究者发现空间滤波成像处理有效地减少了高次谐波，显著提升了光栅信号的质量。此外，随着衍射光栅空间频率的增加，光栅的正弦性得到显著提升，这意味着光栅的线性特性增强，对于角位移测量的准确性有极大的帮助。 这项研究的成果对于毫秒级角位移测量技术的发展具有重要意义，不仅优化了光栅的性能，还为高精度的光学测量提供了新的思路。通过空间滤波成像，可以实现更高分辨率和更稳定的光栅信号，这对于光栅式传感器和其他光学测量设备的性能提升具有重要作用。未来的研究可以进一步探索如何优化空间滤波算法，以及如何将此技术应用到更广泛的领域，如精密光学仪器、激光技术、光纤通信等。