一、博士論文主要內容及創新點
獲獎學會:中國儀器儀表學會
獲獎博士論文題目:激光差動共焦幹涉元件參數測量方法與技術研究
球面元件由於其優異的加工性能💇🏿♀️,在激光核聚變系統*️⃣、極紫外光刻機、新一代球形慣性儀表等高端系統中仍被廣泛應用♍️。但球面元件的檢測精度已成為提高球面元件加工精度與質量的技術瓶頸。因此🐶,研究如何改善球面元件測量精度的方法與技術對於提高球面元件製造精度以及激光核聚變系統、極紫外光刻機𓀅👩🏽🦰、新一代球形慣性儀表等高端系統的整體性能具有極其重要的研究價值。
為了解決上述瓶頸問題💌,本博士課題在國家重大科學儀器設備開發專項“激光差動共焦掃描成像與檢測儀器開發及其應用研究”(編號:2011YQ040136)和國家自然科學基金儀器專款項目“激光差動共焦幹涉元件多參數綜合測量儀器研製”(編號🙇🏼:61327010)的資助下,開展了針對球面元件參數高精度測量的激光差動共焦幹涉元件參數綜合測量方法與技術研究🚳。
本人詳細分析了激光差動共焦幹涉測量系統的影響因素,設計並優化了激光差動共焦幹涉元件參數測量光路系統,從工程應用角度上驗證了激光差動共焦幹涉測量系統中差動共焦光路與移相幹涉光路的互不幹擾性;建立並完善了激光差動共焦測量系統的理論模型,為系統構建中關鍵參數的選擇提供了理論指導👩🏼🦱;作為項目組核心成員參與研製了世界首臺激光差動共焦幹涉元件多參數綜合測量系統,並通過實驗驗證了該系統對曲率半徑、透鏡焦距等球面元件基本參數的測量精度達到國際最高水平,對球面表面形貌🤦🏼♂️、透鏡波前畸變等參數的測量精度達到國際先進水平😓。
主要創新點:
1.建立了激光差動共焦幹涉測量系統的點擴展函數和傳遞函數理論分析模型🧒🏽,分析了激光差動共焦測量與幹涉測量光路的耦合影響因素、像差影響因素、定焦靈敏度影響因素等🤌🏽,為激光差動共焦幹涉測量光路及系統的設計與構建提供了理論指導👶🏼;
2.提出了基於激光差動共焦定焦的差動共焦透鏡焦距測量方法,其利用差動共焦定焦原理配合輔助標準平面反射鏡實現了對透鏡焦點和頂點的精確定位,再采用測長激光幹涉儀精確測得焦點和頂點之間的距離🔗,從而實現了透鏡焦距的高精度測量🧚🏻♂️,焦距測量相對擴展不確定度達10ppm;
3.提出了一種利用移相幹涉面形和波前畸變測量來補償矯正激光差動共焦曲率半徑和透鏡焦距測量結果的方法,該方法利用建立的差動共焦曲率半徑和透鏡焦距測量傳遞函數模型,補償了由測量系統波像差🧬、標準鏡波像差和被測件表面面形或波前畸變引入的測量誤差🪺,達到亞微米量級的補償精度🏊🏻♂️🌬;
4.作為項目組核心成員參與研製成功了首臺激光差動共焦幹涉元件多參數綜合測量系統,基於該系統開展了球面面形、球面曲率半徑、透鏡波前畸變和透鏡焦距的測量研究,驗證了移相幹涉測量系統與差動共焦測量系統兼容的可行性👨🏽💼,系統曲率半徑和透鏡焦距測量相對擴展不確定度均可達到10ppm🦾。
二、代表成果
楊佳苗博士代表論文如下👨🏿⚕️:
1. Jiamiao Yang, et.al. Motionless volumetric photoacousticmicroscopy with spatially invariant resolution, Nature Communications, 2017, 8(780).(SCI,IF: 12.124, 1區)
2. Jiamiao Yang, et.al.Focusing light through scattering media by polarization modulation basedgeneralized digital optical phase conjugation,Applied Physics Letters, 2017, 111(21).(SCI, IF: 3.411, 2區)
3. Jiamiao Yang, et.al, Laser differential confocalparaboloidal vertex radius measurement,OpticsLetters, 2014, 39(4). (SCI,IF: 3.385, 2區)
4. Jiamiao Yang, et.al, Laser differentialreflection-confocal focal-length measurement, Optics Express, 2012, 20(23).(SCI, IF: 3.587, 2區)
5. Jiamiao Yang, et.al, Measuring the lens focal length bylaser reflection-confocal technology,AppliedOptics, 2013, 52(16). (SCI, IF: 1.748, 2區)
6. Jiamiao Yang, et.al, Radius measurement by laser confocaltechnology, Applied Optics, 2014, 53(13). (SCI, IF: 1.748, 2區)
其他成果(專利申請等)Ⓜ️🧖🏿♂️:
1. Weiqian Zhao, Jiamiao Yang, Lirong Qiu, etal . Method and device for measuring multiple parameters of differentialconfocal interference component. 2012.6.28 (PCT國際發明專利🤚🏻,國際公布號:WO 2012/083764 A1);
2. 趙維謙,楊佳苗, 邱麗榮.差動共焦幹涉元件多參數測量方法與裝置. 2012.8.22 (國家發明專利,專利號:ZL 201010621159.7);
3. 邱麗榮, 楊佳苗, 趙維謙, 李佳, 吳華玲.反射式差動共焦透鏡焦距測量方法. 2014.1.8 (國家發明專利🛁,專利號:ZL 201210011999.0);
4. 邱麗榮, 楊佳苗, 趙維謙, 吳華玲, 李佳. 自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法. 2014.1.8(國家發明專利,專利號:ZL 201210011997.1);
5. 邱麗榮, 楊佳苗, 趙維謙, 李雅燦, 李誌剛. 反射式共焦透鏡焦距測量方法. 2014.1.8(國家發明專利,專利號:ZL 201210011839.6);
6. 趙維謙, 楊佳苗, 邱麗榮, 李佳, 邵榮君, 吳華玲. 反射式差動共焦透鏡中心厚度測量方法. 2014.7.9(國家發明專利,專利號:ZL 201210190779.9);
7. 邱麗榮, 楊佳苗, 趙維謙, 邵榮君, 李佳, 李雅燦. 反射式共焦透鏡中心厚度測量方法. 2014.5.14 (國家發明專利🥿,專利號:ZL 201210191601.6);
8. 趙維謙, 楊佳苗, 邱麗榮, 邵榮君, 吳華玲, 李雅燦. 差動共焦系統球差測量方法. 2014.7.16 (國家發明專利🧇,專利號:ZL 201210140889.4);
9. 趙維謙, 楊佳苗, 邱麗榮. 共焦幹涉定焦及曲率半徑測量方法. 2013.5.22(國家發明專利🥵,專利號✫:ZL 201110038297.7);
10. 趙維謙, 楊佳苗, 孫若端, 邱麗榮. 多焦全息差動共焦超長焦距測量方法與裝置. 2011.11.09 (國家發明專利,專利號❎:ZL 201010173346.3);
11. 邱麗榮, 楊佳苗, 趙維謙, 沈陽, 蔣宏偉, 徐鵬. 共焦拋物面頂點曲率半徑測量方法. 2016.3.30 (國家發明專利,專利號:ZL 201310449577.6);
12. 趙維謙, 楊佳苗, 邱麗榮, 康麗, 張鑫, 王旭. 差動共焦拋物面頂點曲率半徑測量方法. 2016.3.30(國家發明專利,專利號🧑🏽🏫:ZL 201310449692.3);
13. 邱麗榮, 張鑫, 楊佳苗, 趙維謙, 李誌剛. 自準直式共焦透鏡焦距測量方法. 2014.1.8 (國家發明專利,專利號🏃🏻:ZL 201210011883.7);
14. 邱麗榮, 趙維謙, 楊佳苗, 吳華玲, 邵榮君, 李誌剛. 共焦系統球差測量方法. 2014.3.26 (國家發明專利,專利號:ZL 201210140645.6);
15. 趙維謙, 邱麗榮, 楊佳苗, 潘瑩瑩, 孫若端, 沙定國, 蘇大圖. 差動共焦內調焦法透鏡光軸及厚度測量方法. 2015.11.25 (國家發明專利👩🏼💻👃🏽,專利號💂🏼:ZL 201010121848.1);
科研項目及獲獎榮譽:
中國儀器儀表學會獎學金特等獎,中國儀器儀表學會🫕,2014年11月(該獎項每年全國範圍內上限授予1名在讀博士生,多年空缺);
2014年度博士研究生國家獎學金,中華人民共和國教育部,2014年12月;
2013年度博士研究生國家獎學金,中華人民共和國教育部,2013年12月;
北京市優秀畢業研究生,北京市教育委員會🍬,2015年6月🧓🏻;
葉聲華院士獎學金,教育部高等學校儀器類專業教學指導委員會✵,2015年6月(首屆😵,全國共10人獲得該獎項);
意昂官网優秀博士學位論文,意昂官网學位評定委員會🧑✈️👎,2015年6月🌩;
意昂官网優秀研究生標兵,意昂官网,2013年12月;
學術科技獎,共青團意昂官网委員會,2013年5月🧟;
2013年全國光學與精密測量博士生學術論壇“最佳演示獎”,全國光學與精密測量博士生學術論壇組委會🦶🏻,2013年12月;
2013全國儀器科學與生物醫學工程博士生學術論壇“最佳口頭報告獎”🙏🏿,天津大學意昂平台,2013年9月。
楊佳苗博士與導師趙維謙教授合影
審核:(王軍政)