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[发明专利]双差动共焦球面曲率半径快速相对测量方法与装置-CN202210691667.5有效
发明人：杨帅;汤亮;赵维谦;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01B11/255 文献下载
摘要：本发明公开的双差动共焦球面曲率半径快速相对测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本发明在同一批被测元件中挑选一个已知曲率半径R0的元件作为样板S0，并在其共焦位置处进行扫描以获得双差动共焦光强响应曲线及其线性段拟合方程；依次装卡被测件Sn，将采集的双差动光强值映射到线性段拟合方程以实现Sn离焦量Δzn的无扫描快速测量；通过Δzn和R0计算得到被测元件的曲率半径Rn。本发明只需1次扫描和N次重复装卡即能够实现N件同批次球面元件曲率半径的快速高精度测量，相比于现有高精度曲率半径测量方法(N件被测样品需要2N次扫描)，本发明测量效率大幅度提升，有力支撑大批量球面元件的高效率、高精度加工检测。
差动球面曲率半径快速相对测量方法装置

[发明专利]后置分光瞳差动共焦曲率半径快速相对测量方法与装置-CN202210691263.6有效
发明人： 赵维谦;杨帅;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01B11/255 文献下载
摘要：本发明公开的一种后置分光瞳差动共焦曲率半径快速相对测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本发明在同一批被测元件中挑选一个已知曲率半径R0的元件作为样板S0，并在其共焦位置进行扫描以获得差动共焦光强响应曲线及其线性段拟合方程；依次装卡被测件Sn，将采集的差动光强值映射到线性段拟合方程以实现Sn离焦量Δzn的无扫描快速测量；通过Δzn和R0计算得到被测元件的曲率半径Rn。本发明只需1次扫描和N次重复装卡即能够实现N件同批次球面元件曲率半径的快速高精度测量，相比于现有高精度曲率半径测量方法，本发明既能够保留差动共焦高精度测量的优势，又能够显著提高测量效率，提高大批量球面元件的加工效率和精度。
后置分光差动曲率半径快速相对测量方法装置

[发明专利]后置分光瞳双差动共焦曲率半径快速相对测量方法与装置-CN202210691264.0有效
发明人： 赵维谦;杨帅;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01B11/255 文献下载
摘要：本发明公开的后置分光瞳双差动共焦曲率半径快速相对测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本发明实现方法为：在同一批被测元件中挑选一个已知曲率半径R0的元件作为样板S0，并在其共焦位置进行扫描以获得双差动共焦光强响应曲线及其线性段拟合方程；依次装卡被测件Sn，将采集的双差动光强值映射到线性段拟合方程以实现Sn离焦量Δzn的无扫描快速测量；通过Δzn和R0计算得到被测元件的曲率半径Rn。本发明只需1次扫描和N次重复装卡即能够实现N件同批次球面元件曲率半径的快速高精度测量。本发明既能够保留差动共焦高精度测量的优势，又能够显著提高测量效率，提高大批量球面元件的加工效率和精度。
后置分光差动曲率半径快速相对测量方法装置

[发明专利]差动共焦球面曲率半径快速相对测量方法与装置-CN202210722005.X有效
发明人：邱丽荣;汤亮;赵维谦;徐可米 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01B11/255 文献下载
摘要：本发明公开的差动共焦球面曲率半径快速相对测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本发明中，在同一批被测元件中挑选一个已知曲率半径R0的元件作为样板S0，并在其共焦位置处进行扫描以获得差动共焦光强响应曲线及其线性段拟合方程；依次装卡被测件Sn，将采集的差动光强值映射到线性段拟合方程以实现Sn离焦量Δzn的无扫描快速测量；通过Δzn和R0计算得到被测元件的曲率半径Rn。本发明只需1次扫描和N次重复装卡即能够实现N件同批次球面元件曲率半径的快速高精度测量，相比于现有测量方法(N件被测样品需要2N次扫描)，本发明既能够保留差动共焦高精度测量的优势，又能够显著提高大批量球面元件的加工检测效率和精度。
差动球面曲率半径快速相对测量方法装置

[发明专利]一种激光微结构高效加工及精密测量的方法和装置-CN202210415464.3有效
发明人： 赵维谦;全宏升;刘超;邱丽荣;徐可米 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开的一种激光微结构高效加工及精密测量的方法和装置，属于激光加工及精密监测技术领域。本发明在Z方向进行定焦和测量时，通过一对标准激光干涉仪镜组模块对称分布放置在Z向气浮运动轴模块中心的两侧，一方面能够有效避免运动传感器的阿贝误差；另一方面，相对于单个的标准激光干涉仪镜组模块，成对出现的标准激光干涉仪镜组模块将会对轴向运动的微小位移进行放大，有效的减小微位移测量误差，提高Z向加工和监测的精度。同时利用抗表面倾角变化和散射的激光差动共焦定模块来实现Z向定焦和监测。本发明能够同步实现对激光微结构的加工及精密测量，且能够提高位移传感误差精度，进而提高三维激光微结构的加工精度和测量精度。本发明还具有如下优点：整体结构鲁棒性强、稳定性高，抗外界撞击扰动。
一种激光微结构高效加工精密测量方法装置

[发明专利]法向跟踪后置分光瞳差动共焦自由曲面测量方法与装置-CN202211004391.5在审
发明人：邱丽荣;朱晓雪;赵维谦;王文彬 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开的法向跟踪后置分光瞳差动共焦自由曲面测量方法与装置，属于光学精密检测领域。本发明包括传感器测头、三维运动控制系统、计算机软件处理模块，采用纳米级驱动实现载物台和传感器测头的定位。传感器测头为后置分光瞳差动共焦传感器测头。本发明在优化激光差动共焦测量系统结构的前提下，将基于位置敏感探测器PSD反馈的法向跟踪技术与后置分光瞳差动共焦技术相结合，利用基于位置敏感探测器PSD反馈的法向跟踪系统对被测自由曲面样品进行大角度范围内法向跟踪，利用后置分光瞳差动共焦传感器对被测自由曲面样品进行高精度、高稳定性轴向定焦，实现大倾角高精度自由曲面测量。本发明能够降低光路装调难度和成本，且具有抗倾角、高精度、高稳定性的优点。
跟踪后置分光差动自由曲面测量方法装置

[发明专利]复曲面镜像差校正高分辨光谱探测方法与装置-CN202211004354.4在审
发明人：王允;邱丽荣;赵维谦 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01J3/02 文献下载
摘要：本发明属于光谱探测与成像领域，具体涉及复曲面镜像差校正高分辨光谱探测方法与装置。本发明采用复曲面镜构建非对称式C‑T结构光栅光谱仪，利用复曲面镜子午面和弧失面焦距不同的特点对光谱仪会聚光束的离轴像差进行校正，压缩聚焦光斑的横向尺寸，显著提升光谱探测分辨力；利用面阵探测器纵向累加对会聚光进行线阵积分探测，显著提升探测灵敏度；利用光栅回转扫描对宽波段范围被测光进行分谱段扫描，通过谱线拼接实现大范围光谱探测，最终实现对拉曼、红外、发射和吸收等光谱信号的宽谱段、高分辨、高灵敏探测等。通过复曲面镜进行离轴像散进行补偿，不会引入其他像差且可以对像散进行完全补偿，具有极高的探测分辨力。
曲面镜像差校正分辨光谱探测方法装置

[发明专利]柱面镜像差校正高分辨光谱探测方法与装置-CN202211004379.4在审
发明人： 赵维谦;王允;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01J3/02 文献下载
摘要：本发明属于光谱成像与探测技术领域，具体涉及柱面镜像差校正高分辨光谱探测方法与装置。本发明采用柱面镜结合球面会聚镜构建非对称式C‑T结构光栅光谱仪，利用柱面镜单向会聚的特点对光谱仪会聚光束的离轴像差进行校正，压缩聚焦光斑的横向尺寸，显著提升光谱探测分辨力；利用面阵探测器纵向累加对会聚光进行线阵积分探测，显著提升探测灵敏度；利用光栅回转扫描对宽波段范围被测光进行分谱段扫描，通过谱线拼接实现大范围光谱探测，最终实现对拉曼、红外、发射和吸收等光谱信号的宽谱段、高分辨、高灵敏探测等。采用柱面镜对光谱仪离轴像散进行校正和补偿，无需改变光谱仪整体结构，可继承C‑T光谱仪的高衍射效率，并可以显著提升探测分辨力。
柱面镜像差校正分辨光谱探测方法装置

[发明专利]双二维MEMS微镜扫描的高灵敏共焦拉曼光谱快速测量方法及装置-CN202211103836.5在审
发明人： 赵维谦;张国卓;邱丽荣;崔晗 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-09-09 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01N21/65 文献下载
摘要：本发明涉及一种双二维MEMS微镜扫描的高灵敏共焦拉曼光谱快速测量方法及装置，属于显微光谱成像技术领域。该方法利用两片二维MEMS微镜实现光束横向扫描，省去了扫描透镜和管镜，并利用二向色分光系统实现反射光和拉曼散射光的无损分离，利用反射光构建共焦显微成像系统，实现样品几何形貌的快速高空间分辨探测；利用拉曼散射光构建共焦拉曼光谱探测系统，对于表面比较平整的样品，可以进行单层扫描快速完成样品表面的拉曼光谱探测；对于表面起伏比较大的样品，可以进行逐点定焦实现拉曼光谱的高空间分辨探测。本发明具有高灵敏、测量速度快、样品适应性广(可测量表面起伏较大样品)、集成度高且结构简单等优势。
二维 mems 扫描灵敏共焦拉曼光谱快速测量方法装置

[发明专利]基于基准平面比较测量的大倾角自由曲面测量方法及装置-CN201911187558.4有效
发明人：邱丽荣;唐顺;赵维谦 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于基准平面比较测量的大倾角自由曲面测量方法及装置，属于光学精密检测技术领域。本发明利用高精度水平平面平晶作为X‑Y面的参考基准，去除两导轨高度方向上的直线度误差，同时，利用平面平晶监测X、Y导轨的横向微位移，去除两导轨横向的直线度误差。将监测基准平面的传感器和测量自由曲面高度信息的传感器同轴安装，减少导轨及桁架倾斜带来的阿贝误差；通过参考基准面补偿X向和Y向气浮导轨的直线度误差，实现自由曲面高精度测量的降维误差分离。纳米精度自由曲面传感器，利用气浮转轴题高测试范围，结合余气回收式气浮导轨的宏‑微跨尺度纳米精度无扰驱动与定位方法，为自由曲面检测提供高精度的三维直线定位与扫描测量手段。
基于基准平面比较测量倾角自由曲面测量方法装置

[发明专利]差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法与装置-CN202011390178.3有效
发明人： 赵维谦;杨帅;王允;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G01N21/892 文献下载
摘要：本发明涉及差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法及装置，属于光学成像与检测技术领域。该方法利用差动共焦光强响应曲线的过零点精确定位靶丸内表面(被测面)和相机(探测面)的轴向位置，以此实现内表面准确对焦成像；在干涉光路中采用短相干光源和球面参考镜产生内表面零位干涉图；然后利用移相干涉技术从内表面零位干涉图中直接获得内表面缺陷分布。本发明首次利用差动共焦技术的精确定位特性来为干涉测量中靶丸和相机的轴向位置装调提供了客观、准确的调整判断依据，进而首次实现了靶丸内表面缺陷的直接、精密检测。本发明为靶丸内表面缺陷的高精度直接检测和大批量高效自动化提供第一条可行途径。
差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法装置

[发明专利]差动共焦定面干涉靶丸外表面缺陷检测方法与装置-CN202011386354.6有效
发明人： 赵维谦;杨帅;王允;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G01N21/892 文献下载
摘要：本发明涉及差动共焦定面干涉靶丸外表面缺陷检测方法及装置，属于光学成像与检测技术领域。该方法利用差动共焦光强响应曲线的过零点精确定位靶丸(被测面)和相机(探测面)的轴向位置，以此实现外表面准确、自动对焦成像；在干涉显微光路中采用短相干光源和球面参考镜产生外表面零位干涉图；然后利用移相干涉技术从外表面零位干涉图中测得外表面缺陷分布。本发明利用差动共焦技术的精确定位特性来为靶丸和相机的轴向位置装调提供了更为准确的调整判断依据，进而有效提高了传统干涉显微方法的外表面对焦、检测的精度和效率，并为自动化检测提供了必要技术保障。本发明为大批量靶丸的外表面缺陷高精度、高效率、自动化检测提供新的技术途径。
差动共焦定面干涉外表缺陷检测方法装置

[发明专利]激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法及装置-CN202111132973.7在审
发明人： 赵维谦;李荣吉;邱丽荣;王允 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-09-27 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： G01N21/65 文献下载
摘要：本发明公开的激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法及装置，属于显微光谱成像技术领域。本发明利用反射光构建差动共焦显微成像系统，实现样品焦点的高精度追踪和几何形貌的高空间分辨探测；利用拉曼散射光构建共焦拉曼光谱成像系统，测量过程中通过移动拉曼针孔，获取拉曼收集透镜焦点前后等量离焦位置处的两个拉曼光谱信号，并对两个拉曼信号进行相关积处理得到被测位置的相关拉曼光谱信息，压缩共焦拉曼系统点扩散函数，实现高空间分辨拉曼光谱成像；结合上述两点进而实现具有高空间分辨的“图谱合一”成像。本发明具有实时焦点高精度追踪、高空间分辨以及高信噪比等优点，可广泛应用于生物医学、物理化学、材料科学等领域中。
激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法装置

[发明专利]差动共焦定面干涉靶丸内、外表面缺陷检测方法与装置-CN202011396205.8有效
发明人： 赵维谦;杨帅;王允;邱丽荣 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2021-12-03 - 主分类号： G01N21/892 文献下载
摘要：本发明涉及差动共焦定面干涉靶丸内、外表面缺陷检测方法及装置，属于光学成像与检测技术领域。该方法首次利用差动共焦光强响应曲线高分辨、高灵敏的过零点为判断依据来精准定位靶丸(被测面)和相机(探测面)的轴向位置，以此分别实现靶丸内、外表面的直接、准确对焦成像；采用短相干光源区分内、外表面干涉图，利用移相干涉技术分别测得内、外表面缺陷分布；在成像光路中增加准直‑成像透镜并采用移动干涉相机的原位对焦方式，根据测得外表面缺陷的像素位置精准、原位地剔除其造成的内表面伪缺陷，有效解决内表面伪缺陷的误判问题。本发明为靶丸内、外表面缺陷的高精度直接检测和大批量自动化检测提供第一条可行途径。
差动共焦定面干涉靶丸内外表缺陷检测方法装置

[发明专利]一种基于深度学习的飞秒激光加工参数共焦轴向监测方法-CN202010555314.3有效
发明人： 赵维谦;邱丽荣;王允 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-06-17 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的飞秒激光加工参数共焦轴向监测方法，属于激光精密加工检测技术领域，包括：S1、基于卷积神经网络构建激光加工参数共焦轴向监测网络；S2、使用训练样本对激光加工参数共焦轴向监测网络进行训练；S3、将加工件的表面形貌轮廓和表面实时轴向位置、精密工作台的实时位置、飞秒激光时空参数输入训练完成的激光加工参数共焦轴向监测网络，得到加工件的实时飞秒激光加工精度和形态变化监测结果。本发明通过共焦轴向监测系统与卷积神经网络结合，在大数据的情况下对深度学习模型进行训练，使其加工过程中能够快速同步的精准定焦和对准，不仅适用于大批量的工业生产，还实现了对加工中的样品形态性能参数进行高精度监测。
一种基于深度学习激光加工参数轴向监测方法

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