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关键词： 广义强M-张量   张量方程组   张量绝对值方程组   Picard类算法   随机化Kaczmarz类算法  

摘要： 近几年来,随着对张量的深入研究,张量构成的方程组也受到了研究者们的关注.本文主要研究张量绝对值方程组的相关问题,具体工作概括如下:对于张量绝对值方程组解的存在性问题,根据张量绝对值方程组求解问题的研究现状可知,张量方程组存在非负解是相应的张量绝对值方程组存在解的充分条件.因此,为了拓宽张量方程组存在非负解的系数的范围,提出一类新的结构张量,称为广义强M-张量.首先研究此类张量的性质.其次,根据不动点定理证明广义强M-张量构成的张量方程组解的非负性.此外,在特殊条件下,也证明了正解的唯一性.对于张量绝对值方程组的求解问题,我们给出两类求解张量绝对值方程组的算法:Picard类算法和随机化Kaczmarz类算法.我们证明这两类算法的收敛性,并给出数值实验说明这两类算法的求解效率.

关键词： 光学薄膜   表面等离激元   布洛赫表面波   泄漏辐射光学显微镜   光学晶格  

摘要： 光场调控技术是一种对光的振幅、相位、偏振、频率和相干性等多个物理量进行调控的技术,在超分辨光学显微、精密测量、医学检测、微观动力学、量子通讯、集成光子学等领域取得了重要的研究成果。传统的光场调控技术需要体积庞大的光学系统,难以满足当前高速发展的信息科学与技术对器件微型化、轻量化的需求。近年来,利用基于光学薄膜的片上光子器件实现光学表面波光场调控技术已成为当前光学与光学工程领域的研究热点之一。光学表面波是一类在光学薄膜界面传输的电磁波,如存在于贵金属薄膜上的表面等离激元和存在于全介质光子晶体薄膜上的布洛赫表面波。它们具有大传播波矢、表面电场增强、对环境敏感以及亚波长局域等特性,对表面波光场进行多参量调控,有望在微纳光子器件、表面增强拉曼散射、暗场成像、光镊、高灵敏度生物传感等方面得到广泛应用。本论文从光学表面波的电磁特性出发,结合泄漏辐射显微镜系统,深入研究了调控光学表面波的技术,探讨了物理机理,实现了可见光波段的宽带片上光波导器件(模式转换器和功率分束器);发明了一种精密测量纳米线截面尺寸的光学新技术;提出了基于二维聚焦布洛赫表面波的大范围捕获单个颗粒的光操控方法;设计了生成可调光学晶格的片上光学芯片。本论文的主要研究内容如下:1、在全介质光子晶体薄膜平台上实现了模分复用系统中核心光波导器件:模式转换器和功率分束器。本论文从光子晶体薄膜负载的脊型波导出发,利用光子晶体薄膜禁带使全内反射限制在纵向减弱,从而在低折射率波导实现了布洛赫表面波导模,拓宽了光波导器件的材料选择范围。提出了等效耦合系数法,设计了可实际加工的盘孔结构。结果表明,调节耦合距离能实现两个模式之间部分或完全的转换,从而实现模分复用技术所需的核心器件,模式转换器(模式纯度大于90%时对应的工作波段为590～680 nm)和多模干涉耦合器。通过模拟计算将多模干涉耦合器应用于功率分束器(8:2分束比的工作波段为530～710 nm)。2、发明了一套基于光学表面波非对称传输特性测量介质纳米线形貌的光学装置。理论证明了携带梯度位相的线偏振偶极子阵列与光学薄膜相互作用能实现非对称传输的光学表面波,并且证明该现象能用于精密测量纳米线截面尺寸。结合时域有限差分法计算所得校准曲线和泄漏辐射显微镜测量的最佳偏振角,成功反演出纳米线的宽度信息,横向精度优于7 nm。该技术不需要复杂算法就可以对纳米线宽和高进行独立测量。此外,还对入射光的方位角、纳米线形状、宽度测量的鲁棒性等方面进行了分析。3、提出了环形角向偏振光激发的聚焦布洛赫表面捕获和操控单个介观金属和介质颗粒的方法。将构造的环形角向偏振光束作为入射光,通过油浸物镜聚焦的方式高效激发布洛赫表面波形成强局域聚焦光场,将该场作为光镊,实现了单个介观颗粒的稳定捕获。通过理论和模拟分析可知,在聚焦布洛赫表面波光镊中,瑞利金颗粒主要受到梯度力作用,而介观金颗粒以散射力为主,两种尺度的金颗粒被捕获的原理并不一致。此外,对比聚焦布洛赫表面波光镊和聚焦表面等离激元光镊对单个金颗粒的捕获刚度,可以得出聚焦布洛赫表面波光镊捕获的稳定性要优于聚焦表面等离激元光镊的结论。4、设计了一种生成可调光学晶格的光子芯片,提出了可用于捕获和筛分手性颗粒以及研究多体相互作用的微流控系统。基于超表面结构调控的相位对入射光偏振方向灵敏的特性,在金属薄膜上构造了等离激元超表面结构激发表面等离激元并模拟多光束干涉现象,通过操控入射光的偏振和涡旋相位来改变表面等离激元的初始相位,在实空间中实现五种原位切换的拓扑光学晶格。理论分析和有限元法数值模拟的结果表明,这些光学晶格不仅会对颗粒施加电场梯度力,还可以对手性颗粒施加磁场梯度力和自旋密度力,这些光学力是实现面外手性颗粒筛分技术的基础。本论文的创新点如下:1、提出并利用等效耦合系数理论设计微结构,在作为光子集成平台的全介质光子晶体薄膜上实现了高纯度模式转换器以及高分束比的功率分束器。2、提出线偏振偶极阵列模型用于分析入射场偏振调控光学表面波非对称传输的现象;基于理论分析结果,发明了一种精密测量亚波长纳米线的截面尺寸的装置。3、利用环形角向偏振光实现光子晶体薄膜负载光学表面波的高效激发;证明聚焦布洛赫表面波光捕获技术可以解决传统光捕获技术难以稳定捕获介观金颗粒的难题,实现了大范围颗粒捕获和对被捕获的颗粒进行任意操控。4、利用超表面几何相位和光学表面波传播相位相结合的研究方法,对入射光场偏振和相位分布进行调制,操控表面等离激元初始相位,进而实现控制多种光学晶格的目的,为实现片上周期性光场提供了新思路。

关键词： 浸没光栅   槽形设计   离子束刻蚀   衍射效率  

摘要： 大气中CO2的吸收特征谱线主要有15 μm、4.3 μm、2.7 μm、2.06 μm、1.61μm。高分辨率成像光谱仪是监测大气中CO2含量的光学仪器,浸没光栅作为高分辨率成像光谱仪的关键色散元件,可以在保持相同光谱分辨率的同时缩小其体积、减轻整机的重量,因此研究浸没光栅具有重要意义。本文针对CO2的1.61 μm波段设计加工了浸没光栅,满足了系统要求的体积小、结构紧凑、衍射效率高等要求。主要工作内容有以下几个方面:1.介绍了光栅的背景及发展过程,结合大气CO2探测的需要,介绍了浸没光栅的国内外研究现状。2.研究对比浸没光栅和传统光栅的色散特性,阐明浸没光栅可在实现高光谱分辨本领的同时大幅减小光谱仪的体积和重量。介绍了时域有限差分法(FDTD)。根据1.61 μm波段探测的需要,对浸没光栅进行仿真分析,得出在金属反射膜为Ag的条件下更有优势。分析了矩形槽和梯形槽结构,得到高衍射效率以及低偏振灵敏度下各参数范围。对于矩形槽浸没光栅,占空比为0.3～0.45,氧化钛厚度为110～115 nm,栅齿高度为580～650 nm,光栅的衍射效率在70%以上,偏振灵敏度低于0.1。对于梯形槽浸没光栅,梯形底角为82°～86°,占空比为0.3～0.35,氧化钛厚度为115～125 nm,栅齿高度为550～640 nm,光栅衍射效率在70%以上,偏振灵敏度低于0.1;占空比为0.4～0.45,氧化钛厚度为100～105 nm,栅齿高度为570～670 nm,光栅衍射效率在70%以上,偏振灵敏度低于0.1。3.介绍了目前常用的光栅制备方法,并分析了这些方法的优缺点。结合浸没光栅的特性以及实验室的条件,选择全息离子束刻蚀结合原子层沉积技术对浸没光栅进行研制,并介绍了全息离子束刻蚀工艺流程与原子层沉积技术,其中原子层沉积具有较好的保形性。4.根据优化结果,通过全息曝光制备了光栅掩模,再利用离子束刻蚀在石英基底上制备得到刻蚀光栅。根据具体的光栅槽形优化出最佳氧化钛厚度,可以实现80%以上的衍射效率,偏振灵敏度小于0.1。最后制备了 1.61 μm波段的棱镜浸没光栅。

关键词： 采空区   力电效应   电光效应   瓦斯爆炸   顶板垮落  

摘要： 热动力灾害是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害。然而,当前由于采空区内部条件的隐蔽性和复杂性,对采空区内部的热动力灾害成灾原因还认识不足,未认识到富含石英的顶板在压力作用下会产生电-光效应存在点燃瓦斯与空气预混气体的可能性,缺少电-光效应定量化测量系统对岩石是否具备引燃瓦斯的能力进行定量化标准评测,导致在防治工作中缺少针对性,对采空区火灾和爆炸的预防和处理仍缺少有效方法与技术,造成采空区热动力灾害至今时有发生、救援处理常面临困境。本文紧扣煤炭能源安全重大需求,提出煤矿采空区富含石英的顶板运动过程中挤压断裂产生电-光效应是采场瓦斯爆炸新的致灾机制,从力-电-光效应的角度揭示含压电材料的顶板导致煤矿热动力重大灾害的产生机理。其主要研究成果与结论如下:(1)通过构建岩石力-电特性实验系统,全方位分析加载速率、抗压强度和破碎度对岩样力-电特性的影响,揭示了岩样受压破坏过程中的力-电效应作用机制。研究表明:加载速率是影响岩石力-电特性的决定性因素,加载速率决定了岩石样品内部微小裂隙扩展速率,单位时间内扩展速率越快,其产生自由电荷的速率也就越快;抗压强度是岩石破裂时产生峰值电压和平均电荷释放速率的关键性因素,更是衡量岩样破裂时能否点燃瓦斯和空气预混气体的关键指标;岩样破坏时产生的电压与破碎度密切相关,电压的变化反映了岩石的受力及破坏状态。(2)通过构建岩石单轴压缩破坏电-光效应点火实验平台,进行岩石引爆甲烷与空气预混气体实验,探索其电-光效应点火机制。结果表明:石英砂岩、水晶和粗粒砂岩的电火花发光能量分别达到23 m J、13.8 m J和10.31 m J,远远超过了甲烷的最小引燃能0.28 m J,通过能量(电能)和感应期的角度证明了在采空区顶板来压过程中粗粒砂岩、水晶和石英砂岩电-光效应存在引燃瓦斯的可能性;在单轴压缩过程中通过石英砂岩成功引爆了甲烷与空气预混气体,证明了岩石破裂时力-电-光效应具备将处于爆炸浓度极限范围内的甲烷点燃的能力;岩石电-光效应引燃可燃性气体的过程中,在临界火焰核心形成之前电子雪崩动力学效应占据主导地位,临界火焰核心形成过程中,主要是电子雪崩动力学效应、热效应和气体压强的共同作用,当临界火焰核心形成后,热效应起主导作用。(3)从微观角度阐明岩石内部矿物组分及结构的变化对岩石基本物理力学特性、电学特性和光学特性的影响,揭示了岩石破断过程中高能电子湮灭产生电-光效应的机理。研究表明:富含石英的岩石所具备的压电特征增强了其力-电效应敏感性,并呈现出更强的产电特性;岩石的力-电特性随着石英晶粒粒径的减小而增大,石英晶粒粒径越小,其内部颗粒间的胶结性就越好,受载时在岩石内部可以凝聚更强的内聚力,产生的力-电效应也更为显著;岩石力-电特性与孔隙度的大小呈负相关,孔隙度越小,当其达到最大抗压强度发生塑性形变破裂时,岩石内部存储的内能就越大,产生的峰值电压就越高;岩石在单轴压缩过程中,机械能通过压电效应转化为电场能,电场能量通过射频(微波)电场振荡发生衰减,在衰减过程中,射频电场加速凝聚态电子定向运动触发电子雪崩现象导致电-光效应被复合增强。(4)对三起典型的热动力灾害事故发生发展过程和点火源进行详细论证,揭示了顶板破断力-电-光效应引燃瓦斯致灾规律。研究发现:类似的采空区热动力灾害事故存在共性,发生瓦斯燃烧和爆炸前并无煤自燃标志性气体出现,并且都处于顶板来压过程中;不论是当采空区上部存在多层硬质岩层复合叠加时,还是工作面初次来压或者“见方”时,又或者是遇到断层和采动压力的叠加影响时,当上部岩层突然破断滑落,都会对下部采空区内岩石块体形成的砌体梁结构造成冲击,在力-电效应作用下采空区内岩石块体在破断过程中会释放大量能量,并于富含石英的岩石尖端产生雪崩式的放电产生电-光效应击穿瓦斯和空气预混气体,存在引发瓦斯燃烧和爆炸的可能性。上述研究为全面认识采空区热动力灾害提供了新的方向,相关科学问题的解决,可提高预防煤矿热动力灾害的能力,为防治热动力灾害事故、保障我国煤炭工业安全提供关键科学基础。该论文有图92幅,表15个,参考文献154篇。

关键词： 有机微纳光波导   聚甲基丙烯酸甲酯   有机染料   传输特性   表面等离激元效应  

摘要： 随着光通信和光计算等技术的发展，社会对光学传输、运算及存储设备的 微型化和集成化提出了更高的要求。其中有机微纳光波导的研究和开发是现今国际上的关注热点之一，在光谱学、光通信、光传感等领域有着巨大的应用前景，是实现集成化低损耗光传输的有力竞争者。相比于传统无机半导体材料，有机半导体材料具有更高的发光效率、更宽的发光颜色选择范围的优越性。有机微纳光波导中束缚能较大的弗伦克尔激子使其能够在室温下受到光激发后产生新的准粒子以荧光的形式进行传输，利用有机半导体材料来改善器件的传输效率、波长可调谐特性等方面所取得的进展尤为引起人们的重视，这为实现低损耗、多波长的有机半导体光波导带来了希望。针对不同有机材料的微纳光波导及其影响因素已有大量研究。　　微纳光波导的传输特性除受到材料种类的影响之外，还与其尺寸，结构等其他条件有关。本文以有机染料 TDBC 掺杂的聚合物 PMMA 光波导为研究对象，通过实验和数值模拟研究有机染料比重，波导尺寸对有机光波导的传输损耗的影响。研究发现，当染料比重为0.9 mg/g时，TDBC/PMMA光波导具有最低的传输损耗;并且 TDBC/PMMA 光波导的传输损耗随光波导宽度的增大而降低。　　其次，基于银膜的表面等离激元效应，本文研究了基于银膜的TDBC/PMMA光波导的传输特性。研究发现，厚度为45 nm的银膜对掺杂比重为 0.9 mg/g 的 TDBC/PMMA 光波导具有最优的荧光增强作用。TDBC/PMMA纳米线在银纳米薄膜上的荧光特性及光波导传输特性明显优于玻璃基底，光传输损耗降低了0.17524 dB/μm，实验结果与数值模拟呈现良好的一致性。　　最后，基于银纳米线的局域表面等离激元效应，本文研究了TDBC@Ag纳米线光波导的传输特性。数值模拟发现在理想条件下，TDBC@Ag纳米线光波导中波导模式的有效传输距离可达几百微米，传输损耗普遍低于基于 Ag 膜的TDBC/PMMA光波导。实验中证实银纳米线的表面等离激元效应可引导二维有机染料平面上的荧光定向传输，且表面等离激元的荧光引导效果随包覆的有机染料的厚度增加而减弱。

关键词： 高光谱图像   低秩   稀疏   张量分解   图像去噪   正则化  

摘要： 受高光谱成像过程的各种限制,高光谱图像会因不同的噪声源而退化,混合噪声的存在极大地降低了高光谱图像的质量,导致后续应用如分类、解混、融合、目标检测等无法实现。因此估计无噪声高光谱图像在高光谱遥感应用中起着至关重要的作用。基于低秩张量理论和正则化方法的高光谱图像去噪方法成为高光谱图像混合噪声去除的重要方法。基于先验知识设计理想的高光谱图像去噪正则化器,深入探索和准确描述高光谱数据中的空间和光谱知识是高光谱图像恢复的核心问题。在已有最先进技术的基础上,研究正则化理论和高光谱图像的内在结构信息,本文的主要工作如下:(1)针对高光谱图像混合噪声去除中采用L范数的空谱全变分正则项导致高光谱低秩张量分解去噪模型容易过度平滑的问题,提出了基于空谱超拉普拉斯全变分的高光谱低秩张量混合噪声去除方法。超拉普拉斯分布可以近似拟合高光谱图像梯度的重尾分布,设计了一种空谱超拉普拉斯全变分正则项,非凸L(0

关键词： 脉冲光纤激光器   柱矢量光场   光纤光栅   少模光纤滤波器  

摘要： 光纤激光器由于其体积小、光束质量高、稳定性好,和可以产生峰值功率高、持续时间短的超快脉冲等一系列优点,被广泛应用于光纤通信、激光加工、激光医疗、激光雷达以及科学研究等领域。其中,利用锁模方式形成超短脉冲激光技术发展非常迅速。波长和光场可调控的锁模脉冲光纤激光器在波分复用系统、模分复用系统、结构光场产生,以及多模光纤非线性时空调控等领域有重要的应用。柱矢量光场产生的全光纤结构具有体积小、制作简单等优点,并且可以很好的应用于锁模光纤激光器。本文制作了动态长周期光纤光栅及少模光纤滤波器,并利用它们针对锁模光纤激光器中的波长和光场的动态调谐特性进行了研究,主要研究内容如下:1、动态长周期光纤光栅设计制作。从声光作用原理出发介绍了光纤中的声光效应,利用耦合模理论分析了声光作用下不同波长光的模式转换。首先仿真计算了二模光纤不同波长下LP模式转换为LP模式条件,并搭建二模光纤声光模式转换器。其次,研究了模式转换条件下声光作用区最佳长度,以及声波频率和转换波长之间的关系。最终实现模式转换效率为12 d B,模式纯度大于90%动态可调的长周期光纤光栅即声诱导模式转换器,它可工作在相应声光谐振的任意光波段。2、基于少模光纤光栅的模场调谐锁模光纤激光器。将动态长周期光纤光栅与少模光纤布拉格光栅结合,其中动态长周期光纤光栅可以利用射频信号控制不同波长模式转换,而少模光纤布拉格光栅则可以实现模式选择和频谱滤波。被动锁模激光器采用半导体可饱和吸收镜实现光脉冲输出,激光器实现了射频信号控制下波长从1551.52 nm切换为1550.21 nm激光输出,3 d B带宽由0.056 nm变为0.11 nm,脉冲信噪比均保持在75 d B以上,重复频率在12.681MHz。同时,输出模式由LP模切换为LP模,产生柱矢量脉冲光束纯度大于94.8%。3、基于少模光纤长周期光栅的波长调谐锁模光纤激光器。首先构造了一种由少模光纤长周期光栅与单模光纤错位拼接实现的梳状滤波器,研究了不同错位距离下梳状滤波光谱变化,得到最佳错位距离下的梳状滤波谱。其次搭建了全光纤激光器,通过调节偏振状态,在激光器中实现了可切换的单波长、双波长、三波长和四波长连续激光产生。最后,在被动锁模光纤激光器中实现了波长由1567.72 nm改变为1571.04 nm,3 d B带宽由0.049 nm变为0.044 nm,光脉冲信噪比保持在61 d B以上,脉冲重复频率为17.016 MHz。

关键词： 聚乙酸乙烯酯   链构象统计   化学位移张量及取向   固态核磁共振   机器学习  

摘要： 基于乙酸乙烯酯自由基聚合方法合成的聚乙酸乙烯酯(polyvinyl acetate,PVAc)属于一种典型的无定形聚合物。得益于PVAc高分子链在玻璃化转变温度以上的高度柔韧性和低毒性,PVAc被广泛应用于食品工业中胶姆糖的基质和水果表面保鲜涂层以及制药领域控制药物缓慢释放的基质,另外工业上PVAc主要的用量占比是醇解后用于生产聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等衍生物。同时PVAc链和聚碘离子(I3-,I5-等直链聚碘离子)络合能力强,形成PVAc-I多晶络合物,在直链聚碘离子的作用下,PVAc高分子链由无规结构向有序结构转变的现象吸引着人们的研究兴趣。从实验上获取PVAc链构象统计分布对于阐释PVAc-I络合机制具有重要的意义。Schimidt Rohr 利用 DOQSY(double quantum spectroscopy)脉冲序列以及13C-13C标记技术研究了聚乙烯(polyethylene,PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚环氧乙烷(polyethylene,PEO)以及聚甲醛(polyformaldehyde,POM)等聚合物链构象统计分布,该方法被认为是一种有效的表征聚合物链构象的方法。本研究在此基础上探索将DOQSY脉冲序列用于PVAc、聚乙醇(polyvinyl alcohol,PVA)聚合物链构象表征。工作主要概括为以下四个部分:其一合成主链上含有4%左右13C-13C结构基元的PVAc,13C标记的目的是为了提高DOQSY实验13C-13C NMR响应信号,本研究所采用的2DNMR DOQSY脉冲序列主要用到13C-13C的偶极-偶极相互作用和化学位移相互作用来解析高分子链构象;其二是结合一维(静态和MAS条件下的 CP 实验)、二维 SUPER(the separation of undistorted powder patterns by effortless recoupling)、ROCS A(recoupling of chemical shift anisotropy)、PISEM A(polarization inversion spin exchange at the magic angle)NMR 实验以及 NMR 波谱模拟等综合研究手段准确解析PVAc主链13C的各向异性化学位移主值(CSA);其三机器学习辅助识别PE、POM以及乙酰缬氨酸和组氨酸的PISEMA实验谱和模拟谱,获取13C和15N CSA张量取向信息。其四DOQSY脉冲序列获取主链13C-13C标记的PVAc实验谱,然后根据DOQSY信号响应方程,建立两自旋系统的DOQSY模拟算法,获取13CH-13CH2三个稳定构象的DOQSY模拟谱,将不同构象的模拟谱取权重叠加后和实验谱拟合,当达到最佳拟合效果时权重因子即代表PVAc样晶体系的构象统计分布。

关键词： 光栅传感器   莫尔条纹   细分技术   FPGA   位移测量  

摘要： 在机械加工制造、精密仪器设备、航空航天工程等领域,对位移测量精度的要求越来越高,传统的测量方法已无法满足需求。光栅位移测量技术具有高精度、高灵敏性、快速测量、行程大等优势,但是高精度光栅传感器价格非常昂贵,并且光栅测量系统很难同时达到高分辨率、高精度和高可靠性等要求。故本文设计了一套低成本、高精度的光栅数显位移测量装置,主要研究内容如下:(1)确定了光栅信号正余弦结合幅值分割法,将高倍测量装置分为粗细分和精细分两个部分。在粗细分方面,将整周期分信号为8个区间,通过判断各个区间的绝对值大小和极性,从而实现八倍粗细分;在精细分方面,采用了正余切函数构造的方法来提高信号的线性度,再通过幅值分割法实现256倍精细分;(2)对原始光栅传感器的信号进行采集并分析,通过FIR数字滤波对信号做滤波处理;在MATLAB中对光栅构造信号的稳定性、等幅性、正交性和正弦性等指标进行数学仿真分析,计算出幅值采样细分倍数N与技术指标对应约束条件,为后续软硬件的设计提供依据。(3)完成了光栅位移装置的软硬件设计。根据光栅位移测量系统的特点、光栅信号误差分析结果及高倍细分算法的确定,给出了高精度光栅数显位移测量装置的设计方案,主要分为硬件和软件两部分的设计;硬件设计包括光栅前置处理电路模块、函数信号构造电路模块和FPGA+ARM控制电路设计三个模块,并对硬件各模块进行了实验调试,给出了各部分处理后的信号波形;软件设计包括FPGA软件设计和MCU软件设计两个模块,并对软件各模块进行了仿真调试。(4)搭建了行程为0～25mm的光栅位移测量装置。采用XL-80雷尼绍激光干涉仪对本装置进行对比实验,测得三组正反向数据,并针对分辨率、线性度、测量精度等指标对光栅位移测量装置进行分析;本装置总细分倍数为2048倍,测量分辨率由20μm提升到0.01μm,测量误差为±0.98μm。本文给出了光栅位移测量装置软硬件设计的详细方案,搭建了实物装置并进行了相关对比实验。实验证明设计的光栅位移测量装置具有一定的应用价值和推广意义。未来的研究可以进一步优化硬件和软件设计,实现更高精度和更广泛的应用。