基于部分零位補償透鏡的非球面通用化檢測技術(shù)研究
發(fā)布時間：2020-12-09 07:32
非球面光學(xué)元件在各領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。近年來,光學(xué)元件加工技術(shù)發(fā)展迅速,面形加工精度可達納米量級,但非球面的高精度通用化檢測一直是一項具有挑戰(zhàn)的課題。干涉測量法具有高精度、高靈敏度、重復(fù)性好等優(yōu)點,是面形高精度檢測的常用方法,其中非零位法又可在一定程度上提高測量通用性。美國、英國、德國及國內(nèi)等多個研究團隊分別基于不同的非零位檢測原理,對非球面的干涉檢測展開研究。本文在課題組已有的工作基礎(chǔ)上,基于部分零位補償透鏡,研究非球面的通用化檢測技術(shù)。從理論設(shè)計、軟件與算法保證和硬件控制等三個方面進行研究和討論,解決非球面通用化檢測過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題,利用所搭建的檢測系統(tǒng)樣機完成實驗驗證。建立部分零位補償透鏡體系,實現(xiàn)非球面通用化補償。分析采用非球面波作為入射被測面的檢測波相對于采用球面入射波的優(yōu)勢;通過直接限定正向補償中干涉波前的最大斜率保證條紋可被分辨、以及控制光線由像面逆向映射至被測面時二者空間坐標一一順序?qū)?yīng)以避免采樣數(shù)據(jù)混淆影響面形重構(gòu),實現(xiàn)雙向約束的部分零位補償透鏡優(yōu)化設(shè)計;提出基于雙向約束的補償透鏡通用化檢測能力分析方法,構(gòu)建和優(yōu)化部分零位補償透鏡體系;建立體系的補償范圍數(shù)...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：184 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１非球面光學(xué)元件應(yīng)用實例（ａ）美軍ＡＮ／ＰＶＳ－１４夜視儀［６］?（ｂ）哈勃太空望遠鏡［７］?（ｃ）美國??ＫＨ－１２?“鎖眼”偵查衛(wèi)星［１（）］?（ｄ）?ＶＲ頭盔單眼光學(xué)系統(tǒng)［２Ｑ］?（ｅ）華為Ｐ９手機??
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]環(huán)形子孔徑拼接檢測的中心偏移誤差補償[J]. 李兵,劉曉,康曉清,高芬. 光子學(xué)報. 2016(09)
[2]共形導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及其MTF測試[J]. 孫金霞,李賢兵,武偉,潘國慶,董光鵬. 光電工程. 2016(05)
[3]光學(xué)非球面面形非零位檢測的回程誤差校正[J]. 師途,臧仲明,劉東,楊甬英,種詩堯,張磊,白劍,沈亦兵,苗亮,黃瑋. 光學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[4]超短投影距的投影物鏡設(shè)計[J]. 卞殷旭,王恒,郭添翼,李海峰,劉旭. 光學(xué)學(xué)報. 2015(12)
[5]軸對稱二次非球面鏡面幾何參數(shù)的算法[J]. 杜建祥,宗肖穎. 應(yīng)用光學(xué). 2015(06)
[6]非球面度梯度均方根法確定最佳比較球面及應(yīng)用[J]. 李俊峰. 電子測量與儀器學(xué)報. 2015(10)
[7]非球面非零位環(huán)形子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)[J]. 張磊,田超,劉東,師途,楊甬英,沈亦兵. 光學(xué)學(xué)報. 2014(08)
[8]非球面非零位檢測的逆向優(yōu)化面形重構(gòu)[J]. 師途,劉東,張磊,楊甬英,沈亦兵. 光學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[9]非球面光學(xué)元件的面形檢測技術(shù)[J]. 師途,楊甬英,張磊,劉東. 中國光學(xué). 2014(01)
[10]紅外成像技術(shù)中的9個問題[J]. 蔡毅,王嶺雪. 紅外技術(shù). 2013(11)
博士論文
[1]光學(xué)自由曲面子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)[D]. 張磊.浙江大學(xué) 2016
[2]光學(xué)表面頻段誤差對成像質(zhì)量的影響研究[D]. 曾雪鋒.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2014
[3]自由曲面表征函數(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王超.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2014
[4]基于多重傾斜波面的光學(xué)自由曲面非零位干涉測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 沈華.南京理工大學(xué) 2014
[5]非球面非零位環(huán)形子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 田超.浙江大學(xué) 2013
[6]通用數(shù)字化高精度非球面干涉檢測技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 劉東.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]天文望遠鏡主鏡頂點曲率半徑與二次常數(shù)測量技術(shù)研究[D]. 黃傳科.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[2]點光源陣列多重波面自由曲面檢測系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 榮四海.南京理工大學(xué) 2013
[3]非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測方法及高精度定位方法研究[D]. 韋濤.浙江大學(xué) 2013
[4]非球面部分補償干涉檢測方法的誤差分析及系統(tǒng)優(yōu)化研究[D]. 駱永潔.浙江大學(xué) 2011
[5]大視場微光夜視儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉欣.西安工業(yè)大學(xué) 2010
[6]非球面環(huán)形子孔徑拼接干涉測試方法研究[D]. 劉崇.南京理工大學(xué) 2009
[7]雙重計算全息圖用于非球面絕對檢驗的研究[D]. 王成軍.南京理工大學(xué) 2008
本文編號：2906527
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：184 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１非球面光學(xué)元件應(yīng)用實例（ａ）美軍ＡＮ／ＰＶＳ－１４夜視儀［６］?（ｂ）哈勃太空望遠鏡［７］?（ｃ）美國??ＫＨ－１２?“鎖眼”偵查衛(wèi)星［１（）］?（ｄ）?ＶＲ頭盔單眼光學(xué)系統(tǒng)［２Ｑ］?（ｅ）華為Ｐ９手機??
Ｆ＃?＝?／Ａ〇．?（１．１１）??當非球面的口徑和圓稚常數(shù)一定時，Ｆ數(shù)越小，則非球面偏離球面的程度越大。圖１．４所??示為口徑Ｄ?＝?１００?ｍｗ、Ｆ數(shù)不同的拋物面相對各自最佳比較球的非球面度分布。??２５ｎ＾—＂￣■??５?２０?…，??＾１５；?＼?＼??養(yǎng)１。＇?；；??ＴＴＴ?５?：?＼?／?Ｉ??－Ｄ〇?０?５０??非球面半口徑（ｍｍ）??圖１．４不同Ｆ數(shù)的拋物面相對最佳比較球的非球面度分布??７??
?０?２０?４０?６０?８０?１?００??非球面口徑（ｍｍ）??圖１．３縱向法線像差（ａ）法線像差示意圖（ｂ）不同形狀的法線像差分布??（３）?Ｆ?數(shù)??Ｆ數(shù)也是評價非球面特性的一個重要參數(shù)，指非球面元件的焦距／與口徑￡）的比值，??Ｆ＃?＝?／Ａ〇．?（１．１１）??當非球面的口徑和圓稚常數(shù)一定時，Ｆ數(shù)越小，則非球面偏離球面的程度越大。圖１．４所??示為口徑Ｄ?＝?１００?ｍｗ、Ｆ數(shù)不同的拋物面相對各自最佳比較球的非球面度分布。??２５ｎ＾—＂￣■??５?２０?…，??＾１５；?＼?＼??養(yǎng)１。＇?；；??ＴＴＴ?５?：?＼?／?Ｉ??－Ｄ〇?０?５０??非球面半口徑（ｍｍ）??圖１．４不同Ｆ數(shù)的拋物面相對最佳比較球的非球面度分布??７??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]環(huán)形子孔徑拼接檢測的中心偏移誤差補償[J]. 李兵,劉曉,康曉清,高芬. 光子學(xué)報. 2016(09)
[2]共形導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及其MTF測試[J]. 孫金霞,李賢兵,武偉,潘國慶,董光鵬. 光電工程. 2016(05)
[3]光學(xué)非球面面形非零位檢測的回程誤差校正[J]. 師途,臧仲明,劉東,楊甬英,種詩堯,張磊,白劍,沈亦兵,苗亮,黃瑋. 光學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[4]超短投影距的投影物鏡設(shè)計[J]. 卞殷旭,王恒,郭添翼,李海峰,劉旭. 光學(xué)學(xué)報. 2015(12)
[5]軸對稱二次非球面鏡面幾何參數(shù)的算法[J]. 杜建祥,宗肖穎. 應(yīng)用光學(xué). 2015(06)
[6]非球面度梯度均方根法確定最佳比較球面及應(yīng)用[J]. 李俊峰. 電子測量與儀器學(xué)報. 2015(10)
[7]非球面非零位環(huán)形子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)[J]. 張磊,田超,劉東,師途,楊甬英,沈亦兵. 光學(xué)學(xué)報. 2014(08)
[8]非球面非零位檢測的逆向優(yōu)化面形重構(gòu)[J]. 師途,劉東,張磊,楊甬英,沈亦兵. 光學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[9]非球面光學(xué)元件的面形檢測技術(shù)[J]. 師途,楊甬英,張磊,劉東. 中國光學(xué). 2014(01)
[10]紅外成像技術(shù)中的9個問題[J]. 蔡毅,王嶺雪. 紅外技術(shù). 2013(11)
博士論文
[1]光學(xué)自由曲面子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)[D]. 張磊.浙江大學(xué) 2016
[2]光學(xué)表面頻段誤差對成像質(zhì)量的影響研究[D]. 曾雪鋒.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2014
[3]自由曲面表征函數(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王超.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2014
[4]基于多重傾斜波面的光學(xué)自由曲面非零位干涉測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 沈華.南京理工大學(xué) 2014
[5]非球面非零位環(huán)形子孔徑拼接干涉檢測技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 田超.浙江大學(xué) 2013
[6]通用數(shù)字化高精度非球面干涉檢測技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 劉東.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]天文望遠鏡主鏡頂點曲率半徑與二次常數(shù)測量技術(shù)研究[D]. 黃傳科.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[2]點光源陣列多重波面自由曲面檢測系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 榮四海.南京理工大學(xué) 2013
[3]非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測方法及高精度定位方法研究[D]. 韋濤.浙江大學(xué) 2013
[4]非球面部分補償干涉檢測方法的誤差分析及系統(tǒng)優(yōu)化研究[D]. 駱永潔.浙江大學(xué) 2011
[5]大視場微光夜視儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉欣.西安工業(yè)大學(xué) 2010
[6]非球面環(huán)形子孔徑拼接干涉測試方法研究[D]. 劉崇.南京理工大學(xué) 2009
[7]雙重計算全息圖用于非球面絕對檢驗的研究[D]. 王成軍.南京理工大學(xué) 2008
本文編號：2906527
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