研究目的
开发并验证一种球形检验质量块的干涉表面测绘方法，以校正由表面形貌引起的位置确定误差，旨在提高空间应用中惯性参考传感器的精度。
研究成果
干涉测量装置成功以约10纳米的不确定度测量表面形貌，证明了其在校正惯性传感器位置测定误差方面的可行性。为提高引力波探测等应用的精度，已确定需改进检验质量支撑结构和数据处理方法。
研究不足
当前设置为一维结构，无法提供完整的表面图谱；校正函数和热漂移带来的残余系统误差可能影响精度；证明质量支撑存在间隙，导致参数波动；未来需改进以实现全三维测绘及更高精度。
1：实验设计与方法选择：
基于适用于球面的外差干涉测量原理，采用两台反向配置的外差干涉仪进行非接触式表面形貌测量。
2：样品选择与数据来源：
使用商用碳化钨球体（标称直径40毫米，符合DIN5401标准G20级）作为验证质量块。
3：实验设备与材料清单：
包括Nd:YAG NPRO激光器（Innolight Mephisto NE500）、外差干涉仪、旋转平台（Aerotech ALAR-100-LP）、透镜、反射镜、四象限光电探测器及真空腔室。
4：0）、外差干涉仪、旋转平台（Aerotech ALAR-100-LP）、透镜、反射镜、四象限光电探测器及真空腔室。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：球体以恒定速率（约1.2°/秒）连续旋转，同时干涉仪测量表面形貌；测量在低压环境（50–100毫巴）下进行以减少空气扰动，数据采样率为20赫兹。
5：2°/秒）连续旋转，同时干涉仪测量表面形貌；测量在低压环境（50–100毫巴）下进行以减少空气扰动，数据采样率为20赫兹。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过数学模型处理数据以修正偏心和旋转平台运动等误差，并计算标准差评估精度。
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Rotation Stage
ALAR-100-LP
Aerotech
Rotates the spherical proof mass continuously at a constant rate for surface topography measurements.
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Laser
Mephisto NE500
Innolight
Provides the laser source for the heterodyne interferometers at 1064 nm wavelength.
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Sphere
G20 (according to DIN5401)
Serves as the dummy proof mass for surface mapping experiments.
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Interferometer
Measures surface topography using heterodyne interferometry with differential measurements.
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Vacuum Chamber
Houses the measurement setup to operate at low pressure, reducing air fluctuations.
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